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[發明專利]一種金剛石復合片及其制備方法在審

專利信息
申請號: 201810968282.2 申請日: 2018-08-23
公開(公告)號: CN110857467A 公開(公告)日: 2020-03-03
發明(設計)人: 易劍;江南;褚伍波 申請(專利權)人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
主分類號: C23C16/27 分類號: C23C16/27;C23C16/455;C30B28/14;C30B29/04
代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540 代理人: 王惠
地址: 315201 浙江*** 國省代碼: 浙江;33
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 一種 金剛石 復合 及其 制備 方法
【權利要求書】:

1.一種金剛石復合片,其特征在于,所述金剛石復合片包括單晶金剛石片和多晶金剛石膜;

所述多晶金剛石膜包裹所述單晶金剛石片的外緣表面;

所述單晶金剛石片的中心與所述金剛石復合片的中心重合。

2.根據權利要求1所述的金剛石復合片,其特征在于,所述多晶金剛石膜的外緣表面的至少一點至所述金剛石復合片的中心的距離與所述單晶金剛石片的外緣表面的至少一點至所述金剛石復合片的中心的距離的比值≤15;

優選地,所述單晶金剛石片與所述多晶金剛石膜的結合方式的包括化學鍵合或物理鍵合;

優選地,所述單晶金剛石片包括天然單晶金剛石片、人工合成單晶金剛石片中的至少一種;

優選地,所述單晶金剛石片包括圓形單晶金剛石片、多邊形金剛石片;

優選地,所述單晶金剛石片是一片或多片鑲嵌在多晶金剛石膜中;

優選地,所述圓形單晶金剛石片的直徑為5~50mm,厚度為0.05~3mm;

所述多邊形單晶金剛石片的邊長為5~50mm,厚度為0.05~3mm;

優選地,所述多晶金剛石膜包括微米晶、納米晶、超細納米晶中的至少一種;

優選地,所述多晶金剛石膜包括外緣輪廓呈圓形的多晶金剛石膜、外緣輪廓呈多邊形的多晶金剛石膜;

優選地,所述外緣輪廓呈圓形的多晶金剛石膜的外緣輪廓直徑為10~200mm,厚度為0.01~3mm;所述外緣輪廓呈多邊形的多晶金剛石膜的外緣輪廓的邊長為1~200mm,厚度為0.01~3mm。

3.權利要求1或2所述的金剛石復合片的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:

(1)提供單晶金剛石片;

(2)在單晶金剛石片周圍包裹多晶金剛石膜,通過化學或物理方法連接成所述金剛石復合片。

4.根據權利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法還包括:

(3)將步驟(2)中得到的金剛石復合片進行拋光,得到所述金剛石復合片。

5.根據權利要求3所述的方法,其特征在于,步驟(2)包括:

(a)在所述單晶金剛石片周圍外延生長多晶金剛石膜;或

(b)獲得多晶金剛石膜,所述多晶金剛石膜鑲嵌所述單晶金剛石片。

6.根據權利要求5所述的方法,其特征在于,步驟(a)中所述外延生長的方法包括熱絲化學氣相沉積法,具體包括:以CH4和H2作為反應氣體;其中,H2濃度200~400sccm,CH4濃度5~25sccm。

7.根據權利要求6所述的方法,其特征在于,所述熱絲化學氣相沉積法過程中反應的氣壓為2~3KPa;熱絲-基體間距為3~15mm;沉積時間為10~100h。

8.根據權利要求5所述的方法,其特征在于,步驟(b)包括:在多晶金剛石膜中鑲嵌所述單晶金剛石片,然后進行加熱互擴散或化學氣相沉積處理。

9.根據權利要求5所述的方法,其特征在于,步驟(b)包括:在多晶金剛石膜上形成凹坑或者通孔,然后在多晶金剛石膜的凹坑或通孔中鑲嵌入所述單晶金剛石片,然后進行加熱互擴散或化學氣相沉積處理。

10.一種機械制品、復合材料或窗口材料,其特征在于,含有權利要求1或2所述的金剛石復合片、根據權利要求3至9任一項所述的方法制備的金剛石復合片中的至少一種。

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