Алмазное покрытие и способ его осаждения - RU2016107491A
Код документа: RU2016107491A
Формула
1. Микромеханическая деталь, включающая подложку, имеющую поверхность с алмазным покрытием, отличающаяся тем, что указанное алмазное покрытие включает по меньшей мере одну стопку из первого нанокристаллического алмазного слоя с размером зерен на поверхности, меньшим, чем 50 нанометров, и второго микрокристаллического слоя с размером зерен на поверхности порядка 100 нанометров, отличающаяся тем, что алмазным слоем, наиболее приближенным к подложке, является нанокристаллический слой, а поверхность алмазов, наиболее удаленная от подложки, является микрокристаллической.
2. Микромеханическая деталь по п. 1, отличающаяся тем, что указанное покрытие включает последовательность из по меньшей мере двух упомянутых стопок, где микрокристаллический алмазный слой первой стопки находится в контакте с нанокристаллическим алмазным слоем следующей стопки.
3. Микромеханическая деталь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что толщина нанокристаллического алмазного слоя находится в диапазоне от 50 нанометров до 1 микрометра.
4. Микромеханическая деталь по п. 3, отличающаяся тем, что толщина нанокристаллического алмазного слоя находится в диапазоне от 100 до 200 нанометров.
5. Микромеханическая деталь по п. 1, отличающаяся тем, что толщина микрокристаллического алмазного слоя находится в диапазоне от 100 нанометров до 1 микрометра.
6. Микромеханическая деталь по п. 5, отличающаяся тем, что толщина микрокристаллического алмазного слоя находится в диапазоне от 200 до 500 нанометров.
7. Микромеханическая деталь по п. 1, отличающаяся тем, что размер зерен нанокристаллического алмазного слоя на поверхности является меньшим, чем 30 нанометров.
8. Микромеханическая деталь по п. 1, отличающаяся тем, что размер зерен нанокристаллического алмазного слоя на поверхности является меньшим, чем 10 нанометров.
9. Микромеханическая деталь по п. 1, отличающаяся тем, что подложку выбирают из группы материалов, включающих кремний, титан, цирконий, гафний, ванадий, тантал, молибден, вольфрам, бор, бориды, карбиды, нитриды и оксиды этих материалов и керамику.
10. Микромеханическая деталь по п. 1, включающая зубчатое колесо, шестеренный вал, анкерное колесо, анкерную вилку, палетный камень, тарельчатую пружину, ходовую пружину, балансирную пружину, оправку и/или подпятники.
11. Способ получения микромеханической детали по п. 1, включающий по меньшей мере следующие стадии:
a) стадию подготовки подложки;
b) стадию начального зародышеобразования;
c) стадию роста, при этом стадия роста включает по меньшей мере одну последовательность из двух последовательных фаз, включающих фазу выращивания нанокристаллических алмазов для получения нанокристаллического алмазного слоя с последующей еще одной фазой выращивания микрокристаллических алмазов, при этом указанный нанокристаллический алмазный слой используется в качестве слоя зародышеобразования для роста указанного микрокристаллического алмазного слоя.
12. Способ осаждения по п. 11, отличающийся тем, что стадию с) повторяют несколько раз.
13. Способ осаждения по п. 11 или 12, отличающийся тем, что во время фазы роста нанокристаллического алмазного слоя на стадии с) параметры осаждения устанавливают таким образом, чтобы размер зерен для нанокристаллических алмазов не превышал 50 нанометров, предпочтительно не превышал 30 нанометров и еще более предпочтительно не превышал 10 нанометров.
14. Способ осаждения по п. 11, отличающийся тем, что продолжительность фазы выращивания микрокристаллических алмазов на стадии с) может приводить к получению толщины микрокристаллических алмазов в диапазоне от 200 нанометров до 1 микрометра, предпочтительно в диапазоне от 200 до 500 нанометров.
15. Способ осаждения по п. 11, отличающийся тем, что продолжительность фазы выращивания нанокристаллических алмазов на стадии с) может приводить к получению толщины нанокристаллических алмазов в диапазоне от 100 до 200 нанометров.
16. Способ осаждения по п. 11, отличающийся тем, что подложку выбирают из группы материалов, включающих кремний, титан, цирконий, гафний, ванадий, тантал, молибден, вольфрам, бор, бориды, карбиды, нитриды и оксиды этих материалов и керамику.
17. Способ осаждения по п. 11, отличающийся тем, что этот способ осуществляют в реакторе с раскаленной нитью.
18. Способ осаждения по п. 11, отличающийся тем, что температура подложки во время стадии с) находится в диапазоне от 500 до 1000°С.
19. Способ осаждения по п. 11, отличающийся тем, что фазу выращивания
нанокристаллических алмазов осуществляют в следующих условиях:
продолжительность в диапазоне от 1 часа до 5 часов,
нагрев, соответственно, прямая или опосредованная активация, газовой смеси СН4/Н2/Х, где X представляет собой газообразную примесь, при этом уровень процентного объемного содержания газообразной примеси находится в диапазоне от 0% до 10%, и уровень процентного объемного содержания CH4 по отношению к совокупному объему находится в диапазоне от 3% до 9%,
расход водорода при давлении 1 бар находится в диапазоне от 20 до 50 литров в минуту, и предпочтительно составляет 40 литров в минуту,
давление газовой смеси в камере находится в диапазоне от 2 до 6 мбар, и предпочтительно составляет 4 мбар,
температура подложки находится в диапазоне от 500 до 1000°С.
20. Способ осаждения по п. 11, отличающийся тем, что фазу выращивания микрокристаллических алмазов осуществляют в следующих условиях:
продолжительность в диапазоне от 1 часа до 5 часов,
нагрев, соответственно, прямой или опосредованный, газовой смеси CH4/Н2/Х, где X представляет собой газообразную примесь, при этом уровень процентного объемного содержания газообразной примеси находится в диапазоне от 0% до 10%, и уровень процентного объемного содержания CH4 по отношению к совокупному объему находится в диапазоне от 0,05% до 1%,
расход водорода при давлении 1 бар находится в диапазоне от 30 до 90 литров в минуту, и предпочтительно составляет 60 литров в минуту,
давление газовой смеси в камере находится в диапазоне от 0,5 до 2 мбар, и предпочтительно составляет 1 мбар,
температура подложки находится в диапазоне от 500 до 1000°С.
