超硬材料網

　　申請號：201180050405

       申請人：六號元素有限公司

       摘要：一種塊體硼摻雜金剛石電極，包含設置在塊體硼摻雜金剛石電極的表面上的多個溝槽。通過用化學汽相沉積技術生長塊體硼摻雜金剛石電極并在塊體硼摻雜金剛石電極的表面上形成多個溝槽，來形成塊體硼摻雜金剛石電極。根據一種配置，通過在塊體硼摻雜金剛石電極的表面上形成碳溶劑金屬的圖案并且加熱由此碳溶劑金屬溶解下面的金剛石以在塊體硼摻雜電極的表面上形成溝槽，來形成多個溝槽。本發明還涉及包括一個或更多個溝槽化塊體硼摻雜金剛石電極的電化學單元。該塊體硼摻雜金剛石電極或各塊體硼摻雜金剛石電極在電化學裝置內取向為使得沿基本上與電解質流動的方向平行的方向對準溝槽。

       獨立權利要求：1.一種塊體硼摻雜金剛石電極，包括設置在所述塊體硼摻雜金剛石電極的表面中的多個溝槽，其中所述多個溝槽被圖案狀布置，其中每一溝槽形成連續的溝道，并且其中每一溝槽具有1μm～1mm范圍的寬度和1μm～1mm范圍的深度。2.根據權利要求1的塊體硼摻雜金剛石電極，其中所述多個溝槽基本上相互平行地排列。3.根據權利要求2的塊體硼摻雜金剛石電極，其中多個溝槽基本上與所述塊體BDD電極的邊緣垂直地排列。4.根據權利要求2或3的塊體硼摻雜金剛石電極，其中所述溝槽基本上均勻地分開以形成均勻分開的基本上平行的溝道的圖案。5.根據任何前述權利要求的塊體硼摻雜金剛石電極，其中每一溝槽具有以下范圍的寬度：10μm～500μm；優選20μm～100μm；或優選20μm～50μm。6.根據任何前述權利要求的塊體硼摻雜金剛石電極，其中每一溝槽具有以下范圍的深度：10μm～500μm；優選20μm～100μm；或優選20μm～50μm。7.根據任何前述權利要求的塊體硼摻雜金剛石電極，其中每一溝槽的深度:寬度的縱橫比為1:1～7.5:1；優選1:1～5:1；或優選1:1～3:1。8.根據任何前述權利要求的塊體硼摻雜金剛石電極，其中每一溝槽具有小于總電極厚度的75%，優選小于50%的深度。9.根據權利要求8的塊體硼摻雜金剛石電極，其中每一溝槽的深度的范圍為總電極厚度的5～30%，優選10～20%。10.根據任何前述權利要求的塊體硼摻雜金剛石電極，其中所述溝槽分布于所述塊體硼摻雜金剛石電極的面上，使得溝槽區域覆蓋所述面的總面積的至少50%。11.根據任何前述權利要求的塊體硼摻雜金剛石電極，其中每一溝槽跨電極寬度的至少50%以連續的方式延伸。12.根據任何前述權利要求的塊體硼摻雜金剛石電極，其中每一溝槽是端部開放的，并且從所述塊體硼摻雜金剛石電極的一個邊緣延伸到所述塊體硼摻雜金剛石電極的相對的邊緣。13.根據權利要求1～10中的任一項的塊體硼摻雜金剛石電極，其中提供溝槽的列和行的二維陣列。14.根據任何前述權利要求的塊體硼摻雜金剛石電極，其中所述溝槽分布于板狀塊體硼摻雜金剛石電極的兩個主面上。15.一種根據任何前述權利要求的塊體硼摻雜金剛石電極的制造方法，該方法包括：使用化學汽相沉積技術生長塊體硼摻雜金剛石電極；和在所述硼摻雜金剛石電極的表面中形成多個溝槽。16.根據權利要求15的方法，其中通過使用其上沉積所述塊體硼摻雜金剛石電極的溝槽基板，在生長步驟中形成所述多個溝槽。17.根據權利要求15的方法，其中在生長步驟之后形成所述多個溝槽。18.根據權利要求17的方法，其中通過以下步驟來形成所述多個溝槽：在所述塊體硼摻雜金剛石電極的表面上形成碳溶劑金屬的圖案；和加熱，由此所述碳溶劑金屬溶解下面的金剛石以在所述塊體硼摻雜金剛石電極的所述表面中形成溝槽。19.根據權利要求18的方法，其中形成碳溶劑金屬的圖案包括：在所述塊體硼摻雜金剛石電極上形成構圖的掩模并通過所述掩模沉積所述碳溶劑金屬。20.根據權利要求19的方法，其中所述構圖的掩模是在所述塊體硼摻雜金剛石電極的所述表面上形成的光刻掩模。21.根據權利要求18～20中的任一項的方法，其中所述碳溶劑金屬是Fe、Ni、Cr、Cu和Co中的一種或更多種。22.根據權利要求18～21中的任一項的方法，其中通過電沉積、物理汽相沉積或化學汽相沉積沉積所述碳溶劑金屬。23.根據權利要求18～22中的任一項的方法，其中所述方法還包括：在加熱之后清潔所述塊體硼摻雜金剛石表面，以去除任何碳溶劑金屬，并且如存在光刻掩模，去除任何光刻掩模。24.一種電化學裝置，包括根據權利要求1～14中的任一項的塊體硼摻雜金剛石電極。25.根據權利要求24的電化學裝置，其中所述塊體硼摻雜金剛石電極在所述電化學裝置內被取向為使得所述溝槽沿與電解質流動的方向基本上平行的方向排列。26.根據權利要求24或25的電化學裝置，其中多個塊體硼摻雜金剛石電極以面對面配置來提供，每一電極被配置為用作雙極電極。