一種微細孔拉絲模內孔沉積金剛石薄膜的方法及其裝置制造方法
【專利摘要】一種微細孔拉絲模內孔沉積金剛石薄膜的方法，包括以下步驟：將需內孔沉積金剛石薄膜的微細拉絲模具至少一個置于真空腔室內，在將兩端通有正負電極的熱絲設置于拉絲模的正上方，熱絲發出高溫使氣體變為等離子體，同時往真空腔室內通入甲烷和高純氫，使熱絲周圍生成等離子團，利用風力驅動將熱絲周圍的等離子團沉降入拉絲模內孔內，生長成金剛石薄膜。顛覆了現有熱絲法沉積金剛石薄膜的方法，有效防止模具內孔很小，熱絲在加熱過程中自身下垂與抖動損壞模具內孔表面，導致模具直接報廢的現象，采用將熱絲設置于拉絲模外進行沉積金剛石薄膜，提高了成品率，并且解決了微孔拉絲模沉積金剛石薄膜困難的問題，降低了生產成本。
【專利說明】一種微細孔拉絲模內孔沉積金剛石薄膜的方法及其裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及拉絲模內沉積金剛石薄膜領域，尤其涉及微細孔拉絲模內沉積方法。
【背景技術】
[0002]金剛石薄膜被譽為目前世界上新功能材料，其在各方面的優異性能為人類在材料科學、信息技術、生物技術及其他技術作出了卓越的貢獻。隨著社會發展的強烈需求及其對其生長技術的日趨成熟，金剛石薄膜的生長也從科研試驗室中慢慢被先行的科技工作者迅速掌握并且逐步產業化，使其高優品質的性能得到充分的利用。 [0003]生長金剛石薄膜方法很多，主要以熱絲法、等離子化學氣相沉積法、微波等離子化學氣相沉積法等。但經過從事金剛石薄膜科研人員的千百次試驗，熱絲法以其設備較廉價，產生長膜易控制，生長速度較快，生產成本性價比最高而被人們廣泛的運用。而其他方法則因設備昂貴，生長成膜難以掌握而令人望而生畏。除試驗之外，其余一般均不采納從事產品的產業化。
[0004]目前國內已有數家已用熱絲化學氣相沉積金剛石薄膜用于拉絲模具內孔，這樣的模具因其基體韌性好，工作面具有金剛石的高硬度、表面光潔度極高而受到廣大拉絲行業的青睞。但對于內孔Φ3.00的微細孔的模具卻難以成功，生產效率低。因為熱絲法是將熱絲穿于模具內孔之中，由于模具內孔很小而且熱絲在加熱過程中自身下垂與抖動而言易損壞模具內孔表面，導致模具直接報廢。

【發明內容】

[0005]本發明針對現有技術的不足，提供了一種利用熱絲方法無需利用穿過模具內孔而熱絲在模具上方加熱直接生長方法，其有效防止熱絲下垂與抖動損壞內孔表面，提高內孔沉積的成功率，降低生產成本。
[0006]本發明的具體技術方案為:一種微細孔拉絲模內孔沉積金剛石薄膜的方法，包括以下步驟:將需內孔沉積金剛石薄膜的至少一個拉絲模置于真空腔室內，在將兩端通有正負電極的熱絲設置于拉絲模的正上方，熱絲發出高溫使氣體變為等離子體，同時往真空腔室內通入甲烷和高純氫，使熱絲周圍產生等離子團，利用風力驅動將熱絲周圍的等離子團沉降入拉絲模內孔內，生長成金剛石薄膜。所述拉絲模材質為表面除鈷的碳化鎢合金。
[0007]熱絲距離拉絲模的高度為3~5mm。
[0008]金剛石薄膜的生長必須具備以下幾個條件:1.微細拉絲模基體對金剛石薄膜沒有催化分解作用或作用很小，我們采用的基體是表面除鈷后的碳化鎢合金，這樣的材料對金剛石薄膜催化分解很小；2.氣體必須被激化，高溫熱絲是利用熱絲發出高溫使氣體變為等離子體；3.氣體中必須含有碳源，我們在生產中一般采用甲烷作為碳源；4.在氣體氣氛中必須要有刻蝕石墨成長或抑制石墨成長的元素，目前人們公認是氫原子最適應，所以我們用高純氫通入真空爐罩中，從而刻蝕或抑制石墨的生長，使生長的金剛石薄膜速度較快；
5.要有驅動力使等離子化的碳原子到達基體的表面，然而就是這一點，目前我們所使用的所有真空沉積爐均做不到。現在真空鐘罩頂部安裝一耐熱鋼風扇。因為真空罩內在生長過程中有一定溫度，但一般不超過250°C，所以電機必須要放在真空鐘罩外。這樣在金剛石薄膜生長過程中，無需將熱絲穿于模具內孔之中，通過風扇的旋轉產生的風力驅使等離化的碳原子沉積于拉絲模具內孔，從而在微細的模具內孔中生長一層均勻的金剛石薄膜。
[0009]一種微細孔拉絲模內孔沉積金剛石薄膜的裝置，包括真空爐罩、設置于真空爐罩的放置平臺，所述真空爐罩近端部開設有進氣口，底端開設有抽氣口，其特征在于放置平臺上方設置有熱絲架，所述真空爐罩頂端正對拉絲以及拉絲模設置有風扇。
[0010]所述熱絲架上水平間隔纏繞有熱絲，相鄰熱絲間的間距為flOmm。
[0011]所述放置平臺為可旋轉的平臺。
[0012]本發明的有益效果:本發明顛覆了現有熱絲法沉積金剛石薄膜的方法，有效防止模具內孔很小，熱絲在加熱過程中自身下垂與抖動損壞模具內孔表面，導致模具直接報廢的現象，采用將熱絲設置于拉絲模外進行沉積金剛石薄膜，提高了成品率，并且解決了微孔拉絲模沉積金剛石薄膜困難的問題，降低了生產成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為現有技術的熱絲法結構圖。
[0014]圖2為本發明的裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 一種微細孔拉絲模內孔沉積金剛石薄膜的方法，包括以下步驟:將需內孔沉積金剛石薄膜的至少一個拉絲模置于真空腔室內，在將兩端通有正負電極的熱絲設置于拉絲模的正上方，熱絲發出高溫使氣體變為等離子體，同時往真空腔室內通入甲烷和高純氫,使熱絲周圍產生等離子團，利用風力驅動將熱絲周圍的等離子團沉降入拉絲模內孔內，生長成金剛石薄膜。所述拉絲模材質為表面除鈷后的碳化鎢合金。熱絲距離拉絲模的高度為3~5mm。
[0016]一種微細孔拉絲模內孔沉積金剛石薄膜的裝置，包括真空爐罩001、設置于真空爐罩OOl的放置平臺002，所述真空爐罩OOl近端部開設有進氣口 011，底端開設有抽氣口012，放置平臺002上方設置有熱絲架003，所述真空爐罩OOl頂端正對拉絲以及拉絲模設置有風扇004。所述熱絲架003上水平間隔纏繞有熱絲，相鄰熱絲間的間距為flOmm。所述放置平臺002為可旋轉的平臺。
【權利要求】
1.一種微細孔拉絲模內孔沉積金剛石薄膜的方法，包括以下步驟:將需內孔沉積金剛石薄膜的至少一個拉絲模置于真空腔室內，在將兩端通有正負電極的熱絲設置于拉絲模的正上方，熱絲發出高溫使氣體變為等離子體，同時往真空腔室內通入甲烷和高純氫，使熱絲周圍產生等離子團，利用風力驅動將熱絲周圍的等離子團沉降入拉絲模內孔內，生長成金剛石薄膜。
2.根據權利要求1所述的一種微細孔拉絲模內孔沉積金剛石薄膜的方法，其特征在于所述拉絲模材質為表面除鈷的碳化鎢合金。
3.根據權利要求1所述的一種微細孔拉絲模內孔沉積金剛石薄膜的裝置，其特征在于熱絲距離拉絲模的高度為3~5mm。
4.一種如權利要求f 3之一所述的微細孔拉絲模內孔沉積金剛石薄膜的裝置，包括真空爐罩、設置于真空爐罩的放置平臺，所述真空爐罩近端部開設有進氣口，底端開設有抽氣口，其特征在于放置平臺上方設置有熱絲架，所述真空爐罩頂端正對拉絲以及拉絲模設置有風扇。
5.根據權利要求3所述的一種微細孔拉絲模內孔沉積金剛石薄膜的裝置，其特征在于所述熱絲架上水平間隔纏繞有熱絲，相鄰熱絲間的間距為flOmm。
6.根據權利要求3所述的一種微細孔拉絲模內孔沉積金剛石薄膜的裝置，其特征在于所述放置平臺為可旋轉的平臺。
【文檔編號】C23C16/44GK103668111SQ201310586215
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月21日 優先權日:2013年11月21日
【發明者】殷世春 申請人:宜興市先行金剛石納米涂層科技有限公司