1.一种在不锈钢表面制备具有表面微织构的金刚石薄膜的方法,其特征在于所述方法为:
(1)用磁控溅射在预处理过的不锈钢表面上进行第一次磁控溅射制备钨层,然后进行第二次磁控溅射制备氮化钨层,得到表面为钨/氮化钨过渡层的样品;钨层的厚度不小于1μm,氮化钨层的厚度不小于2μm;氮化钨层的N含量为18%‑45%;(2)对所述表面为钨/氮化钨过渡层的样品进行超声种晶,得到超声种晶过的样品,然后利用热丝化学气相沉积在所述超声种晶过的样品的钨/氮化钨过渡层表面沉积金刚石薄膜,即得所述具有表面微织构的金刚石薄膜。
2.如权利要求1所述的在不锈钢表面制备具有表面微织构的金刚石薄膜的方法,其特征在于所述预处理过的不锈钢按如下方法制备:依次用800#、1000#、1500#、2000#碳化硅砂纸打磨不锈钢,将打磨过的不锈钢依次用无水乙醇和丙酮超声清洗并干燥,即得所述预处理过的不锈钢。
3.如权利要求1所述的在不锈钢表面制备具有表面微织构的金刚石薄膜的方法,其特征在于步骤(1)中第一次磁控溅射的条件为:通入流量为15‑25sccm的惰性气体A,沉积气压为0.8‑1.2Pa,基底温度为200‑500℃,W靶溅射功率100‑200W,沉积时间40‑80min。
4.如权利要求1所述的在不锈钢表面制备具有表面微织构的金刚石薄膜的方法,其特征在于步骤(1)中第二次磁控溅射的条件为:通入流量为15‑25sccm的惰性气体B和流量为
5‑25sccm的氮气,沉积气压为0.8‑1.2Pa,基底温度为200‑500℃,W靶溅射功率100‑200W,沉积时间60‑180min。
5.如权利要求1所述的在不锈钢表面制备具有表面微织构的金刚石薄膜的方法,其特征在于步骤(2)中所述超声种晶的过程为:将所述表面为钨/氮化钨过渡层的样品放入金刚石粉的丙酮悬浊液中超声种晶10‑30min,得到所述超声种晶过的样品;所述金刚石粉的丙酮悬浊液中,丙酮的体积以金刚石粉的质量计为50‑100mL/g。
6.如权利要求5所述的在不锈钢表面制备具有表面微织构的金刚石薄膜的方法,其特征在于:所述超声种晶的功率为120‑200W。
7.如权利要求5所述的在不锈钢表面制备具有表面微织构的金刚石薄膜的方法,其特征在于:所述金刚石粉的丙酮悬浊液中,丙酮的体积以金刚石粉的质量计为100mL/g。
8.如权利要求1所述的在不锈钢表面制备具有表面微织构的金刚石薄膜的方法,其特征在于:步骤(2)中所述热丝化学气相沉积包括两段沉积,第一段沉积的条件为:以丙酮为碳源,所述丙酮由流量为60‑100sccm的氢气鼓泡带入到热丝化学气相沉积设备的反应室中,另外还通入流量为100‑300sccm的纯氢气,热丝功率1800‑2000W,以100‑200℃/min的速率升温至基底温度为700‑800℃,工作气压1.5‑3.0kPa,偏流1‑5A,沉积时间为10‑30min;第二段沉积的条件为:将热丝功率降至1600‑1800W,以200‑400℃/h的速率降温至基底温度为
600‑700℃,工作气压1.5‑3.0kPa,偏流1‑5A,沉积20‑40min,停止通入碳源,在通纯氢气条件下以100‑300℃/h的速率降温至室温,即得所述具有表面微织构的金刚石薄膜;第二段沉积的热丝功率与第二段沉积的热丝功率之差在100W以上。
9.如权利要求8所述的在不锈钢表面制备具有表面微织构的金刚石薄膜的方法,其特征在于:第二段沉积的热丝功率与第二段沉积的热丝功率之差为200W。
10.如权利要求1所述的在不锈钢表面制备具有表面微织构的金刚石薄膜的方法,其特征在于所述在不锈钢表面制备具有表面微织构的金刚石薄膜的方法为:(1)依次用800#、1000#、1500#、2000#碳化硅砂纸打磨不锈钢,然后将打磨过的不锈钢依次用无水乙醇和丙酮超声清洗并干燥,得到预处理过的不锈钢;用磁控溅射在预处理过的不锈钢表面上进行第一次磁控溅射制备钨层,第一次磁控溅射的条件为:通入流量为15‑
25sccm的惰性气体A,沉积气压为0.8‑1.2Pa,基底温度为200‑500℃,W靶溅射功率100‑
200W,沉积时间40‑80min;然后进行第二次磁控溅射制备氮化钨层,第二次磁控溅射的条件为:通入流量为15‑25sccm的惰性气体A和流量为5‑25sccm的氮气,沉积气压为0.8‑1.2Pa,基底温度为200‑500℃,W靶溅射功率100‑200W,沉积时间60‑180min;得到表面为钨/氮化钨过渡层的样品;
(2)将所述表面为钨/氮化钨过渡层的样品放入金刚石粉的丙酮悬浊液中超声种晶10‑
30min,得到所述超声种晶过的样品;然后利用热丝化学气相沉积在所述超声种晶过的样品的钨/氮化钨过渡层表面沉积金刚石薄膜,所述热丝化学气相沉积包括两段沉积,第一段沉积的条件为:以丙酮为碳源,所述丙酮由流量为60‑100sccm的氢气鼓泡带入到热丝化学气相沉积设备的反应室中,另外还通入流量为100‑300sccm的纯氢气,热丝功率1800‑2000W,以100‑200℃/min的速率升温至基底温度为700‑800℃,工作气压1.5‑3.0kPa,偏流1‑5A,沉积时间为10‑30min;第二段沉积的条件为:将热丝功率降至1600‑1800W,以200‑400℃/h的速率降温至基底温度为600‑700℃,工作气压1.5‑3.0kPa,偏流1‑5A,沉积20‑40min,停止通入碳源,在通纯氢气条件下以100‑300℃/h的速率降温至室温,即得所述具有表面微织构的金刚石薄膜;所述金刚石粉的丙酮悬浊液中,丙酮的体积以金刚石粉的质量计为50‑100mL/g;第二段沉积的热丝功率与第二段沉积的热丝功率之差在100W以上。