171367. lajstromszámú szabadalom • Gyémántból készült letapogatóelem és eljárás annak előállítására

15 171367 16 kezőkben „hot spot"-oknak nevezünk — igen erősen melegszenek és ennek következtében kémiailag is kopnak. A gyémántnak ez a kémiai kopása a felületi oxigénfelvételre vezethető viszsza, amely már szobahőmérsékletnél megindul és növekvő hőmérséklettel növekszik. Eközben felületi oxidok képződnek, amelyek 380 °C fölötti hőmérsékleten szabad szénoxidokká bomlanak. A levegőn ilyen módon a gyémánt folyamatosan lassan elég és az — mint ismeretes — 700 °C-nál nagyobb hőmérsékletnél azzal jár, hogy a gyémántfelület grafit réteggel vonódik be. A javítással a gyémánt felületének passziválását kívánjuk elérni nagyobb hőmérsékleteknél is. Erre a célra több lehetőség van. A kopásállóság szintetikus gyémántoknál azáltal javul, hogy azokat a gyártási folyamat alatt nitrogénnel dotáljuk. Ezen nitrogéné» adalékok lényegesen javítják a gyémánt ütőszilárdságát és ezzel annak kopásállóságát is. Egy további lehetőség abban áll, hogy a gyémánt felületét hidrolízisre érzéketlen sziloxal-réteggel védjük a forró és hideg oxidációval szemben. Erre a célra a gyémánt felületét nagyobb hőmérsékleten szilíciummal vagy szilícium vegyületekkel — mint amilyenek a sziliciumhalogenidek, vagy pedig szilicium-hidrogén, vagy szilícium halogén-hidrogén-vegyületek — előnyösen redukáló, tehát hidrogéntartalmú atmoszférában vagy közömbös gáz atmoszférában, mint például nitrogén, vagy nemes gáz atmoszférában kezeljük. Ezt követően még ugyanabban a kezelési folyamatban oxigén- vagy oxigéntartalmú atmoszférában utókezelést végezhetünk. Eközben két különböző hatásos mechanizmus jelentkezik és ezek vagy önmagukban, vagy egymással kombinálva hatnak. Ha a gyémántot szilícium jelenlétében nemes gáz atmoszférában temperáljuk, úgy a szilícium a gyémántfelületbe bediffundál. Minthogy azonban a szilícium gőznyomása kicsiny, nagyon nagy hőmérsékletet kellene alkalmazni, hogy említésre méltó szilícium koncentrációkat kapjunk a gyémántfelületben. Ahelyett, hogy a gyémántot elemi szilícium jelenlétében izzítanánk, előnyösebbnek mutatkozik, hogy a szilíciumot az izzítási folyamat alatt gázfázisban állítsuk elő olyan módon, hogy előnyösen szilánt, de szilíciumtetrakloridot is, vagy triklórszilánt alakítunk át redukáló atmoszférában, Amennyiben szilánt alkalmazunk, akkor a járulékos hidrogénnek csak az a feladata, hogy mint hígító és hordozó gáz hasson, minthogy a szilánt tiszta gázként nem lehet alkalmazni, mert öngyulladásra hajlamos, de azért sem, mert az előállított szilícium mennyisége túl nagy lenne. A szilánt tisztán termikus úton szilíciumra és hidrogénre bontjuk. Ha szilíciumtetrakloridot vagy triklórszilánt, vagy ezeknek egy homológ vegyületét alkalmazzuk, akkor a hidrogénnek azon feladata mellett, hogy a szilícium vegyületet egy mosóüvegből a kályhába szállítsa, még az is a feladata lesz, hogy a kályha forró zónájában a szilícium vegyületet elemi szilíciummá redukálja. Minden esetben azonban az alkalmazott szilícium vegyület koncentrációját úgy kell beszabályozni, hogy a szilícium kínálat ne legyen túlságosan nagy. Ezért a folyamatot úgy irányítjuk, hogy a gyémánt felületében ne oldódjék több szilícium, mint 5 amennyi szilíciúmkarbid éppen képződni tud. Az eljárás számára azonban semmi esetre sem szükséges, hogy szilíciumkarbid képződjék, teljesen elégséges, ha a szilícium koncentrációja csak a százalékos tartományban, vagy az alatt van. 10 A szilíciumnak a gyémántba való bediffundálásánál képződő szilícium-karbon kötés, kémiailag igen stabil, úgyhogy már magában is lényeges javulást eredményez. A gyémánt felület további passziválását azonban azáltal érjük el, 15 hogy a szilíciumnak fent ismertetett bediffundálását követően, még oxigénatmoszférában vagy oxigén tartalmú atmoszférában történő utókezelést alkalmazunk 800 és 1200 °C közötti hőmérsékleteken. Ez egyszerűen oly módon tör-20 ténhet, hogy az izzító csőben a gázokat cseréljük. A mintát azonban időközben le is hűthetjük. Az izzítási folyamatnál, amely oxigénben történik, csak a gyémántfelületnek szilíciummal dotált része oxidálódik. Itt mind a karbon oxidjai, mind 25 pedig szilíciumdioxid képződik; míg az előbbiek illékonyak, az utóbbi amorf és jól tapadó vékony réteget képez és a folyamatot úgy vezetjük, hogy ezen réteg vastagsága előnyösen 50—100 A vastagságot érjen el. Ilyen módon a gyémánt mun-30 kadarab alakja gyakorlatilag nem változik. A szilíciummal dotált gyémántfelület és a szilíciumdioxid réteg kombinációját „sziloxal rétegnek" nevezzük. Az ilyen réteg szobahőmérsékleten teljesen ellenálló a további oxidációval szemben. 35 Ezen kívül megvan az az előnye is, hogy vízzel vagy vízgőzzel szemben szobahőmérsékleten teljesen stabil. 40 Szabadalmi igénypontok 1. Jelletapogató, amely gyémántból levő és horonyban történő vezetésre alkalmas letapogató elemet tartalmaz, amelynek jelhordozón tárolt .- jelek letapogatásakor a jelhordozóhoz képest relatív sebessége van, azzal jellemezve, hogy a letapogató elemnek letapogató csúszótalpként szolgáló futófelülettel ellátott letapogató oldalát éles, lefutó élű beköszörült, természetes kristályéi 50 vagy -szöglet alkotja. (Elsőbbsége: 1971. IX. 30.) 2. Az 1. igénypont szerinti jelletapogató kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy letapogató eleme természetes kristálylapjainak felhasználásával krisztallográfiailag irányított. (Elsőbbsége: 55 1971.

XI. 19.) 3. Az 1. igénypont szerinti jelletapogató kiviteli alakja, iázzál jellemezve, hogy a kristály természetes élének hátsólapja képezi a letapogató csúszótalpat. (Elsőbbsége: 1971. IX. 30.) 60 4. A 3. igénypont szerinti jelletapogató kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a letapogató elem hátsólapját természetes dodekaéderlap alkotja. (Elsőbbsége: 1971. IX. 30.) 5. Az 1., 3. vagy 4. igénypontok bármelyike sze-65 rinti jelletapogató kiviteli alakja, azzal jellemez.8