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　　申请号：201610027985.6
　　申请人：中国科学院深圳先进技术研究院
　　发明人：唐永炳 张静 蒋春磊

　　摘要：本发明公开了一种多层金刚石涂层及其制备方法和涂层工具。本发明多层金刚石涂层包括至少一复合金刚石涂层结构单元，所述复合金刚石涂层结构单元包括微米晶金刚石涂层和依次生长在所述微米晶金刚石涂层表面的纳米晶金刚石涂层和超细纳米晶金刚石涂层。本发明多层金刚石涂层硬度和耐磨性以及韧性高，表面粗超度、摩擦系数和涂层应力低。本发明涂层工具包括工具本体和结合在工具本体表面的本发明多层金刚石涂层，同时，本发明涂层工具硬度高，抗耐磨性好，使用寿命长，且多层金刚石涂层与工具本体结合牢固，更有利于精密加工，降低加工成本，提高生产效率。 　　主权利要求：1.一种多层金刚石涂层，其特征在于：包括至少一复合金刚石涂层结构单元，所述复合金刚石涂层结构单元包括微米晶金刚石涂层和依次生长在所述微米晶金刚石涂层表面的纳米晶金刚石涂层和超细纳米晶金刚石涂层。
　　2.如权利要求1所述的多层金刚石涂层，其特征在于：所述复合金刚石 涂层结构单元为两个以上，且沿着所述微米晶金刚石涂层至超细纳米晶金刚 石涂层为单元重复的方向，各所述复合金刚石涂层结构单元依次生长结合。
　　3.如权利要求1-2任一所述的多层金刚石涂层，其特征在于：所述微米 晶金刚石涂层中的金刚石粒径为1μm-15μm；和/或 所述纳米晶金刚石涂层中的金刚石粒径为100-999nm；和/或 所述超细纳米晶金刚石涂层中的金刚石粒径为1-100nm；和/或 所述多层金刚石涂层总厚度为1-500μm。
　　4.一种多层金刚石涂层的制备方法，其包括如下制备步骤： 将用于在其表面生成金刚石的基底进行表面预处理后置于金刚石悬浮 液中进行表面接种处理，取出后进行干燥处理； 将经干燥处理后的所述基底置于真空沉积腔体内，采用热丝化学气相沉 积法在所述基底表面至少一次的进行依次沉积生长微米晶金刚石涂层、纳米 晶金刚石涂层和超细纳米晶金刚石涂层的步骤。
　　5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：生长所述微米晶金刚 石涂层的工艺条件为：真空室气压0.5-10kPa，加热温度2000℃-2600℃，基 底温度600℃-1000℃，甲烷浓度0.1％-10％，气流量50-350sccm，加热丝与 基底上表面间距1-20mm，沉积时间1-600min，相邻加热丝排布间距为 5-35mm；和/或 生长所述纳米晶金刚石层的工艺条件为：真空室气压0.3-8kPa，加热温 度1500℃-2300℃，基底温度500℃-900℃，甲烷浓度0.1％-15％，气流量 50-350sccm，加热丝与刀具上表面间距1-25mm，沉积时间1-600min，相邻 加热丝排布间距为5-35mm；和/或 生长所述超细纳米晶金刚石层的工艺条件为：真空室气压0.1-6kPa，加 热温度1500℃-2100℃，基底温度500℃-800℃，甲烷浓度0.1％-25％，气流 量50-350sccm，加热丝与刀具上表面间距1-30mm，沉积时间1-600min，相 邻加热丝排布间距为5-35mm。
　　6.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于：所述依次生长微米 晶金刚石涂层、纳米晶金刚石涂层和超细纳米晶金刚石涂层的步骤至少重复 一次，使得依次生长结合的所述微米晶金刚石涂层、纳米晶金刚石涂层和超 细纳米晶金刚石涂层为单元结构在所述基底上呈周期性生长。
　　7.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于：所述金刚石悬浮 液中的金刚石粒径为0.1-10μm；和/或 所述金刚石悬浮液中的金刚石悬浮颗粒占所述金刚石悬浮液总质量的 1％-30％；和/或 所述基底为硬质合金；和/或 所述加热丝为钽丝或钨丝中的一种。
　　8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述硬质合金为碳化 钨基硬质合金、碳化钛基硬质合金、碳氮化钛基硬质合金、碳化铬基硬质合 金、钢结硬质合金中的一种。
　　9.一种涂层工具，包括工具本体，其特征在于：在所述工具本体的表面 上还结合有权利要求1-3任一所述的多层金刚石涂层或者由权利要求4-8任 一所述的多层金刚石涂层的制备方法制备的多层金刚石涂层，位于所述多层 金刚石涂层端面的所述的微晶金刚石膜层与所述工具基底表面结合。
　　10.如权利要求9所述的涂层工具，其特征在于：所述工具本体为刀具、 零部件或模具。