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　　申請號：201510320273.9
　　申請人：西南科技大學
　　發明人：王兵 熊鷹

　　摘要：本發明涉及一種石墨表面摻硼金剛石薄膜材料及其制備方法。石墨表面摻硼金剛石薄膜材料是在石墨基體表面先熱絲化學氣相沉積一層金屬鎢膜作為中間過渡層，再在其上熱絲化學氣相沉積摻硼金剛石膜。制備方法是將石墨基體放置于熱絲等離子體化學氣相沉積反應室內，將反應室抽真空后熱絲通電達到1200°~1400°C，再通入羰基鎢蒸汽，使羰基鎢蒸汽分子在石墨基體表面分解沉積出金屬鎢膜作為中間層；然后調節燈絲電源升高燈絲溫度達到2100-2300°C，向反應室內通入甲烷、硼烷和氫氣，在已沉積的鎢層表面生長金剛石膜。本發明石墨基體不需轉移，可在同一套裝置中原位連續生長，這種方法高效、簡便、低成本、且能保證薄膜制備的高質量。 　　主權利要求：1.一種石墨表面摻硼金剛石薄膜材料，其特征在于在石墨基體表面先熱絲化學氣相沉積一層金屬鎢膜作為中間過渡層，再在其上熱絲化學氣相沉積摻硼金剛石膜，其中金屬鎢層厚度為0.2～2mm，金剛石膜的厚度為0.5～10mm。
　　2.一種如權利要求1所述的石墨表面摻硼金剛石薄膜材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟： a、將石墨基體放置于熱絲等離子體化學氣相沉積反應室內，將反應室抽真空至1.0 ~ 3.0 Pa； b、給反應室內的熱絲通電，使燈絲溫度達到1200°~ 1400°C，再通入50-70°C水浴鍋恒溫加熱氣化的羰基鎢蒸汽，使羰基鎢蒸汽分子在石墨基體表面分解沉積出金屬鎢膜作為中間層； c、關閉羰基鎢蒸汽管路進氣閥，調節燈絲電源升高燈絲溫度達到2100-2300°C，然后向反應室內通入甲烷、硼烷和氫氣，在已沉積的鎢層表面生長金剛石膜。
　　3.根據權利要求2所述的石墨表面摻硼金剛石薄膜材料的制備方法，其特征在于熱絲化學氣相沉積金剛石膜的反應氣源為甲烷和氫氣，摻雜源為硼烷；其中甲烷占氣體總體積比例為0.5 ~ 4%，硼烷占氣體總體積比例為百萬分之10-1000，其余氣體為氫氣，總氣流量為每分鐘200 ~ 400毫升。
　　4.根據權利要求3所述的石墨表面摻硼金剛石薄膜材料的制備方法，其特征在于所通入的硼烷為氫稀釋的硼烷。
　　5.根據權利要求2所述的石墨表面摻硼金剛石薄膜材料的制備方法，其特征在于石墨基體表面制備摻硼金剛石膜的方法采用原位金屬有機化合物化學氣相沉積(MOCVD)技術制備，即使用同一套裝置，先在石墨基體表面沉積金屬鎢膜作為中間層，關閉羰基鎢蒸汽管路進氣閥，再改變氣源及工藝條件，通入甲烷、硼烷和氫氣，沉積金剛石膜。