[发明专利]一种金刚石表面改性的方法及应用

权利要求书

1.一种金刚石表面改性的方法，包括金刚石表面清洗工序和在所述金刚石表面形成涂层的工序，其特征在于，所述涂层包括位于最表面的表涂层和位于所述表涂层与所述金刚石表面之间的过渡涂层，所述表涂层由氟碳化合物和氟硅化合物形成或所述表涂层由氟硅化合物形成，所述的过渡涂层有二层，该二层结构中的直接形成在所述金刚石表面的一层由碳形成，另一层由碳化硅形成。

2.根据权利要求1所述的金刚石表面改性的方法，其特征在于：所述涂层的厚度为1nm-100μm；所述涂层的折射率为1.5~3.5，所述折射率参照GB/T 7962.1-2010进行测试；所述涂层的润湿角为1~120°，所述润湿角参照GB/T 30447-2013进行测试；所述涂层的抗氧化性为400~1200℃，所述抗氧化性参照GB/T 13303-1991进行测试；所述涂层的摩擦系数为0.04~1.0，所述摩擦系数参照GB/T 10006-1988进行测试。

3.根据权利要求1所述的金刚石表面改性的方法，其特征在于：所述涂层的每一层分别通过化学气相沉积法形成，所述化学气相沉积法使用的工作气体为甲烷、氢气、四氟化碳、四氟化硅、硅烷、乙醇、丙酮、氮气、氩气、氟气、氨气、氟化氢、二氟化氧、二氟化氙、三氟化氮中的一种或几种，且形成所述表涂层的工作气体至少含有氟源气，所述工作气体中每一种气体的纯度99.9999%。

4.根据权利要求3所述的金刚石表面改性的方法，其特征在于：所述化学气相沉积法中，工作温度为室温-1000℃，工作气压为0.001Pa-100kPa，沉积功率为0.1W-100kW；所述化学气相沉积法采用等离子体化学气相沉积工艺，选用的能源为等离子体回旋共振、直流辉光放电、微波等离子体放电、磁控溅射、热丝等离子体、阻挡介质放电、直流电弧中的一个或几个能源耦合，通过所述化学气相沉积法可使所述涂层的厚度在1nm-100μm之间可调、折射率在1.5~3.5之间可调、润湿角在1~120°之间可调、抗氧化性在400~1200℃之间可调、摩擦系数在0.04~1.0之间可调。

5.根据权利要求1所述的金刚石表面改性的方法，其特征在于：所述过渡涂层为不定形、单晶、多晶层或液态层，所述过渡涂层中还含有掺杂元素，所述掺杂元素为O、N、H中的一种或几种。

6.根据权利要求5所述的金刚石表面改性的方法，其特征在于：所述过渡涂层的元素组成为C、Si、F、O、N、H，且C：Si：F：O：N：H=1:(0.001~1):(0.001~1):(0.001~1):(0.001~1):(0.001~1)。

7.根据权利要求1所述的金刚石表面改性的方法，其特征在于：所述金刚石为自然界金刚石、人造金刚石、聚晶金刚石、单晶金刚石、金刚石薄膜、爆炸法合成的金刚石、粉末金刚石、改性金刚石、掺杂金刚石或类金刚石，所述金刚石还含sp³结构的碳材料，所述碳材料为碳纤维、石墨、纳米碳管、巴基球、多晶碳、无定形碳、碳黑中的一种或几种。