利用激光在基体上制备金刚石、类金刚石碳以及其它材料的涂层

摘要

作为在基体表面上制备涂层(例如，金刚石或类金刚石碳)的一个附件，激光能被射向基体以便使基体内所含的一种组成(主要)元素(例如碳)移动、蒸发和起反应，从而改良组成元素的组成(例如，结晶结构)并使改良后的组成元素扩散回基体内。这样在紧接近基体的下面产生了一个转变区，它从底下的基体组成冶金过渡到在基体表面上被制备的涂层组成，它造成了涂层与基体间的扩散键合。在基体表面上和表面上方的一个反应区内可引入附加(辅助)的类似(例如，碳)或不相同的元素以便增大涂层的制备并决定涂层的组成。激光能量是由准分子激光器Nd:YAG激光器和CO₂激光器的组合提供的，其输出光束优选地穿过一个把辅助元素输送给反应区的喷嘴。反应区被由喷嘴输送的惰性(不反应)保护气体(例如，N₂)所保护。在基体表面上由激光、组成元素和辅助元素产生了一个扁平等离子体，并且这个扁平等离子体任选地延伸包围基体的棱以便在那里制备涂层。预处理和涂层制备可以相互一起进行(在原位)。或者，预处理一个基体以表征其表面从而进行下一步的涂敷。在这两种情况的任一种，由于预处理而在衬底中造成了某些有利的冶金性质改变。该工艺(预处理和涂层制备)适宜地在周围环境中不需预热基体且不需真空就能进行。这种方式下能随时涂敷具有不同几何形状、尺寸和形状的基体，例如扁平切削刀片以及圆形刀具。激光以相对于基体和/或等离子体的任何适宜角度(包括同轴)照射。

主权项

1.一种表面处理基体表面的方法，包括：把来自相应的至少一个激光器的至少一束光束射向基体表面以便把基体的一种组成元素从基体的亚表面区域移向基体表面。