超硬材料網

　　申請號：201610629882.7
　　申請人：哈爾濱工業大學
　　發明人：甘陽 申健 張丹 朱玉蓉 張飛虎

　　摘要：采用AFM金剛石探針對陶瓷材料進行納米條紋陣列加工的方法，它涉及一種對超硬陶瓷材料局部進行超細納米條紋陣列結構加工的方法。本發明是為了解決超硬陶瓷材料化學惰性高、硬度大，難加工的技術問題。本方法如下：一、制備AFM金剛石針尖；二、AFM金剛石針尖對超硬陶瓷材料(SiC單晶)表面刻劃。本發明是一種對超硬陶瓷材料進行超細納米條紋陣列結構加工的方法，能直觀地觀察金剛石晶體對超硬陶瓷材料的刻劃情況，在超硬陶瓷材料表面刻劃出超細納米條紋陣列(條紋寬度低至15nm)，具有重復性好、效率高等優點。本發明屬于對超硬陶瓷材料進行超細納米條紋陣列結構加工的領域。 　　主權利要求：1.采用AFM金剛石探針對陶瓷材料進行納米條紋陣列加工的方法，其特征在于采用AFM金剛石探針對陶瓷材料進行納米條紋陣列加工的方法按照以下步驟進行：一、AFM金剛石探針的制備：在解理的云母上表面涂有紫外固化膠，然后將金剛石晶體均勻分散在解理的云母上表面，將無針尖的AFM探針在云母表面接觸紫外固化膠，并移動金剛石晶體的正上方，進針直到無針尖的AFM探針接觸金剛石晶體，將黏有金剛石晶體的AFM探針在紫外固化燈下輻照30分鐘，待紫外固化膠固化且金剛石晶體緊緊黏附在AFM探針上，制得AFM金剛石探針；二、在AFM的設定電壓值為2～10V、壓力為2000～20000nN、刻劃區域為5×5μm2的條件下，采用AFM接觸模式將AFM金剛石探針在超硬陶瓷材料表面進行刻劃10min～4.5h，即完成采用AFM金剛石探針對陶瓷材料進行納米條紋陣列加工。
　　2.根據權利要求1所述采用AFM金剛石探針對陶瓷材料進行納米條紋陣列加工的方法，其特征在于步驟二中所述的超硬陶瓷材料為碳化硅單晶，莫氏硬度為9.5級。
　　3.根據權利要求1所述采用AFM金剛石探針對陶瓷材料進行納米條紋陣列加工的方法，其特征在于步驟二中所述的超硬陶瓷材料為碳化硼，莫氏硬度為9.3級。
　　4.根據權利要求1所述采用AFM金剛石探針對陶瓷材料進行納米條紋陣列加工的方法，其特征在于步驟二中AFM的設定電壓值為3～9V。
　　5.根據權利要求1所述采用AFM金剛石探針對陶瓷材料進行納米條紋陣列加工的方法，其特征在于步驟二中AFM的設定電壓值為4～8V。
　　6.根據權利要求1所述采用AFM金剛石探針對陶瓷材料進行納米條紋陣列加工的方法，其特征在于步驟二中AFM的設定電壓值為5～7V。
　　7.根據權利要求1所述采用AFM金剛石探針對陶瓷材料進行納米條紋陣列加工的方法，其特征在于步驟二中AFM的設定電壓值為6V。
　　8.根據權利要求1所述采用AFM金剛石探針對陶瓷材料進行納米條紋陣列加工的方法，其特征在于步驟二中采用AFM接觸模式在超硬陶瓷材料表面進行刻劃10～60min。
　　9.根據權利要求1所述采用AFM金剛石探針對陶瓷材料進行納米條紋陣列加工的方法，其特征在于步驟二中采用AFM接觸模式在超硬陶瓷材料表面進行刻劃1.5～4h。
　　10.根據權利要求1所述采用AFM金剛石探針對陶瓷材料進行納米條紋陣列加工的方法，其特征在于步驟二中采用AFM接觸模式在超硬陶瓷材料表面進行刻劃2.5h。