不锈钢表面金刚石薄膜的制备与力学性能研究

摘要

在不锈钢表面沉积金刚石薄膜可以提高其耐腐蚀性、生物相容性、硬度、耐磨性,延长使用寿命,在食品和医疗器械等制品中有着广阔的应用前景.然而,在不锈钢表面直接沉积金刚石薄膜存在铁(或镍)催石墨化、应力大和易脱落的问题.我们针对这些问题开展了系统深入的研究,发展了多种在不锈钢表面沉积金刚石薄膜的新方法.如通过喷砂处理奥氏体不锈钢使其表层组织转变为热膨胀系数更小的马氏体,有效降低了金刚石薄膜的应力,提高了附着力;发展了高功率形核和低功率生长的二步降功率工艺,缓解了薄膜在高功率降温至低功率过程中的热应力;以Cr/CrSiN、Al/AlSiN等三元纳米晶/非晶复合薄膜为过渡层,通过调控界面结构和成分,在不锈钢表面制备出高结合力的致密金刚石薄膜.相关工作对于实现金刚石薄膜在不锈钢表面的应用具有较重要的意义.