[发明专利]金刚石自支撑膜的制备方法和金刚石自支撑膜

说明书

本发明涉及金刚石技术领域，具体公开一种金刚石自支撑膜的制备方法和金刚石自支撑膜，其中金刚石自支撑膜的制备方法包括：在基材上生长保护层，使所述保护层至少生长于所述基材的周向侧面；对所述基材的上表面和下表面中的至少一者进行预处理，使所述上表面和/或所述下表面形成金刚石晶核；在具有所述金刚石晶核的表面生长金刚石自支撑膜；将所述金刚石自支撑膜与所述基材和所述保护层剥离。采用本发明的制备方法得到的金刚石自支撑膜具有尺寸大、面密度均匀、晶粒尺寸均匀、晶体形貌完整的特点。

技术领域

本发明涉及金刚石技术领域，尤其涉及一种金刚石自支撑膜的制备方法和由该制备方法得到的金刚石自支撑膜。

背景技术

由于金刚石具有高热导率，低热膨胀系数，强化学稳定性等优异的特性，已成为一种广泛应用的工程材料，越来越受到科研工作者的重视。

由于金刚石与Si的结合力良好，采用Si作为基材制备金刚石自支撑膜是目前常用的方法。但是以Si为基材，采用现有制备方法获得的金刚石自支撑膜存在尺寸小、面密度不均匀和晶粒尺寸不均匀的缺陷。如何获得高品质的金刚石自支撑膜仍面临巨大的挑战。

发明内容

本发明实施例的目的之一是提供一种金刚石自支撑膜的制备方法，旨在解决采用现有制备方法获得的金刚石自支撑膜尺寸小、面密度不均匀和晶粒尺寸不均匀的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

一种金刚石自支撑膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在基材上生长保护层，使所述保护层至少生长于所述基材的周向侧面；

对所述基材的上表面和下表面中的至少一者进行预处理，使所述上表面和/或所述下表面形成金刚石晶核；

在具有所述金刚石晶核的表面生长金刚石自支撑膜；

将所述金刚石自支撑膜与所述基材和所述保护层剥离。

在一种可能的实施方式中，所述保护层还延伸生长于所述上表面和/或所述下表面的局部。

在一种可能的实施方式中，所述保护层为SiO₂层。

在一种可能的实施方式中，所述保护层包括附着于所述基材表面的C层以及附着于所述C层表面的金属层，所述金属层包括Cu层、Ni层和Fe层中的至少一种。

在一种可能的实施方式中，所述保护层还包括过渡层，所述过渡层叠设于所述C层和所述金属层之间。

在一种可能的实施方式中，所述过渡层包括Ti层、Cr层中的至少一层。

在一种可能的实施方式中，所述过渡层包括Ti层和TiC层，所述TiC层叠设于所述C层和所述Ti层之间。

或者，所述过渡层包括Ti层和TiC层，所述TiC层叠设于所述C层和所述Ti层之间，从所述C层至所述金属层的方向上，所述TiC层中C的含量逐渐降低。

在一种可能的实施方式中，所述过渡层包括Cr层和CrC层，所述CrC层叠设于所述C层和所述Cr层之间；

或者，所述过渡层包括Cr层和CrC层，所述CrC层叠设于所述C层和所述Cr层之间，从所述C层至所述金属层的方向上，所述CrC层中C的含量逐渐降低。

在一种可能的实施方式中，所述在具有所述金刚石晶核的表面生长金刚石自支撑膜，包括：

在具有所述金刚石晶核的所述上表面或所述下表面的任一面生长所述金刚石自支撑膜；

或者，首先在具有所述金刚石晶核的所述上表面和所述下表面的任一面生长所述金刚石自支撑膜，然后将所述基材翻转后再于另一面含有所述金刚石晶核的所述表面生长所述金刚石自支撑膜。