El revestimiento de diamante es un sofisticado proceso que consiste en depositar películas de diamante sobre diversos sustratos. Esta técnica se utiliza para mejorar el rendimiento y la durabilidad de herramientas y materiales. A continuación le explicamos en detalle cómo se consigue el recubrimiento con diamante.
¿Cómo se hace el recubrimiento de diamante? Explicación de los 5 pasos clave
1. Deposición física de vapor (PVD)
El depósito físico en fase vapor (PVD) es uno de los principales métodos utilizados para el recubrimiento con diamante. Este proceso implica la evaporación de un material fuente, normalmente diamante amorfo, que luego se condensa sobre la herramienta o el sustrato. El proceso suele durar unas horas y da como resultado un recubrimiento monocapa. El grosor del recubrimiento puede variar, pero generalmente es fino, lo que optimiza el rendimiento de la herramienta sin añadir un volumen significativo.
2. Deposición química en fase vapor (CVD)
El depósito químico en fase vapor (CVD) es otro método avanzado de recubrimiento de diamante. En esta técnica, el diamante se deposita a presiones subatmosféricas y a temperaturas inferiores a 1000°C. Este método permite el crecimiento de películas de diamante sobre una amplia variedad de sustratos, superando las limitaciones de otros métodos como el de alta presión y alta temperatura (HPHT) y el de nanodiamante por detonación (DND). Las especies energéticas que contienen carbono se producen en condiciones que favorecen una elevada movilidad en la superficie del sustrato, facilitada por la presencia de hidrógeno atómico.
3. Preparación del sustrato
Antes de la deposición, la superficie del sustrato debe tratarse para aumentar la densidad de nucleación. Para preparar la superficie se utilizan técnicas como el bombardeo iónico, el rayado con polvo de diamante y el tratamiento ultrasónico con una solución de diamante. Este paso es crucial, ya que influye en la rugosidad de la película y en la formación de agujeros de alfiler.
4. Mecanismo de crecimiento
El crecimiento de las películas de diamante comienza con la nucleación de especies de hidrocarburos, como los radicales CH3-, en la superficie del sustrato, formando una red tetraédrica sp3. El hidrógeno atómico elimina las formas no diamantadas. Al principio, los núcleos de diamante crecen como islas aisladas, que más tarde se unen para formar películas continuas. En este proceso influyen parámetros como la temperatura del sustrato, la presión de vacío y la proporción de CH4/H2 en la fase gaseosa.
5. Control de la calidad de la película
La calidad de la película de diamante puede controlarse ajustando diversos parámetros de deposición, como la temperatura del sustrato, la presión, la composición del sustrato y la composición del gas. Estos ajustes influyen en la velocidad de crecimiento, el tamaño de grano y la velocidad de re-nucleación, afectando a la rugosidad de la superficie de la película y a su calidad general.
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