多層金剛石涂層包括兩個以上的復合金剛石涂層結構單元時，所含有的復合金剛石涂層結構單元數量為2-108各個。
[0027]上述各實施例中的本發明實施例多層金剛石涂層是以微米晶金剛石層為支持層，并在所述支持層表面依次生長納米晶金剛石層與超細納米晶金剛石層的三層或以該三層為周期性生長的多層復合涂層結構，有效提高了本發明實施例多層金剛石涂層的硬度和耐磨性，降低表面粗超度、摩擦系數和涂層應力，并提高涂層韌性。
[0028]在一實施例中，上述各實施例中的微米晶金剛石層，如微米晶金剛石層11、微米晶金剛石層21等層中的金剛石粒徑為1μηι-15μηι。
[0029]在另一實施例中，上述各實施例中的納米晶金剛石層，如納米晶金剛石層12、納米晶金剛石層22等層中的金剛石粒徑為100-999nm。
[0030]在又一實施例中，上述各實施例中的超細納米晶金剛石層，如超細納米晶金剛石層13、超細納米晶金剛石層23等層中的金剛石粒徑為l-100nm。
[0031]在再一實施例中，上述各實施例中多層金剛石涂層總厚度為1-500μπι。
[0032]通過對各金剛石涂層層中金剛石生長條件的控制和調節，能夠有效進一步提高各金剛石層附著力，提高本發明實施例中多層金剛石涂層的硬度、耐磨性，降低表面粗超度、摩擦系數和涂層應力，并提高涂層韌性。
[0033]另外，上述各實施例中的多層金剛石涂層可以生長在基底上，且位于所述多層金剛石涂層端面的所述微米晶金剛石涂層與所述基底表面結合。如在具體實施例中，圖1和圖2所示的多層金剛石涂層是生長在基底10表面的，且位于所述多層金剛石涂層端面的所述微米晶金剛石涂層11是分別與所述基底10表面結合。其中，所述基底10為下文本發明實施例多層金剛石涂層制備方法的步驟S01中闡述的基底。
[0034]另一方面，在上文所述的本發明實施例多層金剛石涂層的基礎上，本發明實施例還提供了本發明實施例多層金剛石涂層的一種制備方法。本發明實施例多層金剛石涂層的制備方法如圖3所以示，同時參見圖1和2，其制備方法包括如下步驟:
[0035]SO1.在預處理后的用于生成金剛石生長的基底表面接種金剛石:將用于在其表面生成金剛石的基底進行表面預處理后置于金剛石懸浮液中進行表面接種處理，取出后進行干燥處理；
[0036]S02.在基底表面依次生長微米晶金剛石涂層、納米晶金剛石涂層和超細納米晶金剛石涂層:將經干燥處理后的所述基底置于真空沉積腔體內，采用熱絲化學氣相沉積法在所述基底表面至少一次的進行依次生長微米晶金剛石涂層、納米晶金剛石涂層和超細納米晶金剛石涂層的步驟。
[0037]具體地，上述步驟S01中的所述基底可采了本領域常規的基底類型，如硬質合金基底。具體的，所述硬質合金為碳化鎢基硬質合金、碳化鈦基硬質合金、碳氮化鈦基硬質合金、碳化鉻基硬質合金、鋼結硬質合金中的一種。
[0038]為了除去所述基底表面的物質，提高所述基底與金剛石層的結合能力，在沉積所述金剛石層前，需要對所述基底進行表面預處理。優選的，所述表面預處理包括基底表面清洗和去鈷處理，其中，所述基底表面清洗和去鈷處理包括以下步驟:
[0039]采用有機溶劑對所述基底表面進行去污處理；
[0040]采用K3[Fe(CN)6]、K0H和水的堿混合液超聲處理后，再用H2S04和H202強氧化混合溶液進行浸泡處理。
[0041]進一步的，所述有機溶劑的選用不受限制，只要能去除所述基底表面的油脂污垢等即可，具體的，可選用丙酮。將采用有機溶劑處理后的所述基底進行干燥處理，干燥方式不受限制。作為具體實施例，將硬質合金刀具放入丙酮溶液中超聲清洗5-60min，恒溫干燥箱 50-90°C，烘干 5-30min。
[0042]本發明實施例中，依次采用所述堿混合液和所述強氧化混合溶液可去除表面的其他非有機物質，如除去基底表面的氧化物層以及基底表面中的鈷元素，利于金剛石生長。優選的，所述堿混合液中K3[Fe(CN)6]、Κ0Η和水的重量比為1: 1: 10;所述強氧化混合溶液中，所述出504和H202的重量比為1:10。將堿、酸處理后的所述基底進行干燥處理，干燥方式不受限制。作為具體實施例，將清洗后的硬質合金刀具放入1(3[?6(0?]+1(0!1+!120(被％ = 1:1:10)堿混合液超聲3_30min，取出蒸餾水清洗，再用H2S04+H202(vol% = l:10)浸泡5-60s，取出蒸餾水清洗，恒溫干燥箱50-90°C，烘干5-30min。
[0043]該步驟S01將經預處理后的基底置于金剛石懸浮液中進行表面接種是為了使得懸浮液中的金剛石能夠至少是少量的附著在基底表面，作為接種金剛石，為上述步驟S02中金剛石的生長核心。
[0044]為了使的上述步驟S02中金剛石生長更加均勻，在一實施例中，表面接種處理是將經預處理后的基底放入金剛石懸浮液中超聲處理，在具體實施例中，超聲l-120min，取出酒精清洗，吹干。
[0045]其中，所述金剛石混懸液中金剛石懸浮顆粒的含量過少難以在所述基底表面附著形成晶核;金剛石懸浮顆粒的含量過多則容易造成浪費，在一實施例中，所述金剛石懸浮液中的金剛石粒徑控制為0.l-ΙΟμπι。在另一實施例中，在所述金剛石懸浮液中，金剛石懸浮顆粒占所述金剛石懸浮液總質量的1 % -30 %。通過對金剛石懸浮液的濃度和金剛石懸浮顆粒粒徑等控制，能夠有效提高生長金剛石的成核質量，并對后續金剛石涂層生長提供有利條件。
[0046]在一實施例中，該步驟SO1中的基底為硬質合金。在具體實施例中，該硬質合金選為碳化鎢基硬質合金、碳化鈦基硬質合金、碳氮化鈦基硬質合金、碳化鉻基硬質合金、鋼結硬質合金中的一種。
[0047]上述步驟S02中，在進行依次生長微米晶金剛石涂層、納米晶金剛石涂層和超細納米晶金剛石涂層的步驟中，具有以下幾種實施方案:
[0048]—實施例，采用熱絲化學氣相沉積法在基底表面只進行一次依次沉積生長微米晶金剛石涂層、納米晶金剛石涂層和超細納米晶金剛石涂層的步驟，也即最終在基底表面生長成如圖1所示的多層金剛石涂層:微米晶金剛石涂層11生長在基底10表面，納米晶金剛石涂層12和超細納米晶金剛石涂層13是依次生長在微米晶金剛石涂層11表面。
[0049]另一實施例，采用熱絲化學氣相沉積法在基底表面進行一次依次沉積生長微米晶金剛石涂層、納米晶金剛石涂層和超細納米晶金剛石涂層的步驟，然后重復一次依次沉積生長微米晶金剛石涂層、納米晶金剛石涂層和超細納米晶金剛石涂層的步驟。這樣，最終在基底表面生長成如圖2所示的多層金剛石涂層:微米晶金剛石涂層11生長在基底10表面，納米晶金剛石涂層12和超細納米晶金剛石涂層13是依次生長在微米晶金剛石涂層表面11，并且是以生長結合的微米晶金剛石涂層、納米晶金剛石涂層和超細納米晶金剛石涂層構成的重復單元或者周期性單元進行了一次重復，也即是圖2所示的多層金剛石涂層的結構為:微米晶金剛石涂層11/納米晶金剛石涂層12/超細納米晶金剛石涂層13/微米晶金剛石涂層21/納米晶金剛石涂層22/超細納米晶金剛石涂層23。
[0050]在又一實施例中，采用熱絲化學氣相沉積法在基底10表面進行一次依次沉積生長微米晶金剛石涂層、納米晶金剛石涂層和超細納米晶金剛石涂層的步驟，然后重復至少兩次依次沉積生長微米晶金剛石涂層、納米晶金剛石涂層和超細納米晶金剛石涂層的步驟。這樣，最終在基底10表面生長成多層金剛石涂層為:微米晶金剛石涂層生長在基底表面，納米晶金剛石涂層和超細納米晶金剛石涂層是依次生長在微米晶金剛石涂層表面，并且是以生長結合的微米晶金剛石涂層、納米晶金剛石涂層和超細納米晶金剛石涂層構成的重復單元或者周期性單元進行了至少兩次重復。
[0051]在優選實施例中，當該步驟S02中重復依次沉積生長微米晶金剛石涂層