[发明专利]一种利用热等离子体在金刚石表面制备高结合强度碳化物涂层的方法

权利要求书

1.一种利用热等离子体在金刚石表面制备高结合强度碳化物涂层的方法，其特征在于：该方法按以下步骤进行：

一、称料：

称取一定质量的具有金属镀层的金刚石粉；

步骤一所述的金属镀层为W、Ti、Cr、Mo中的一种；

二、清洗与干燥：

将金刚石粉置于去离子水中，利用超声机进行超声清洗，然后置于真空干燥箱中进行干燥；

三、将步骤二得到的金刚石粉输送至热等离子体反应器中进行热等离子体处理；热等离子体处理时射频热等离子体温度高达10⁴k，热等离子体作为高温热源，快速加热金刚石粉，促使金刚石与其表面的金属镀层发生化学反应生成了镀层金属的碳化物；金刚石粉在冷却区中以高达10⁵~10⁶K/s的冷却速率冷却；

步骤三所述热等离子体反应器为射频热等离子体反应器；

步骤三所述热等离子体反应器的功率为50~100KW，振荡频率为3.0MHz；

步骤三载气为氩气，纯度大于99.995%，载气流量为0.2~0.5m³/h。

2.根据权利要求1所述的利用热等离子体在金刚石表面制备高结合强度碳化物涂层的方法，其特征在于：步骤一所述金属镀层的厚度为50~300nm。

3.根据权利要求1所述的利用热等离子体在金刚石表面制备高结合强度碳化物涂层的方法，其特征在于：步骤一所述金刚石粉的粒径为100~500μm。

4.根据权利要求1所述的利用热等离子体在金刚石表面制备高结合强度碳化物涂层的方法，其特征在于：步骤一所述金刚石粉的晶体形态为单形、聚形中的一种或两种的任意比例混合物。

5.根据权利要求1所述的利用热等离子体在金刚石表面制备高结合强度碳化物涂层的方法，其特征在于：步骤二所述超声清洗功率为50~100W，时间为30~60min。

6.根据权利要求1所述的利用热等离子体在金刚石表面制备高结合强度碳化物涂层的方法，其特征在于：步骤二所述真空干燥温度为150 ~200°C，时间为24~48h，真空气氛的压力小于10^-2Pa。

7.根据权利要求1所述的利用热等离子体在金刚石表面制备高结合强度碳化物涂层的方法，其特征在于：步骤三热等离子体处理过程中的中气为氩气，纯度大于99.995%，中气流量为2~4m³/h。

8.根据权利要求1所述的利用热等离子体在金刚石表面制备高结合强度碳化物涂层的方法，其特征在于：步骤三热等离子体处理过程中的边气为氩气，纯度大于99.995%，边气流量为6~8m³/h。

9.根据权利要求1所述的利用热等离子体在金刚石表面制备高结合强度碳化物涂层的方法，其特征在于：步骤三所述金刚石粉送料速率为20~50g/min。