申請?zhí)枺?01310319625

　　申請人：江蘇大學(xué)

　　摘要：本發(fā)明涉及一種提高金剛石制備效率的裝置與方法，其主要包括激光發(fā)生系統(tǒng)、靶材系統(tǒng)和提純系統(tǒng)。本發(fā)明方法是：制備納米金剛石過程中，利用高能束強(qiáng)激光作用在靶材系統(tǒng)內(nèi)的石墨粉末靶材，以制備出金剛石溶液，然后通過提純系統(tǒng)從金剛石溶液中提煉出金剛石納米顆粒，本發(fā)明裝置和方法能夠有效防止被作用物濺出并且使石墨接受激光循環(huán)作用，大大提高了納米金剛石的轉(zhuǎn)化率，從而提高了石墨的利用率及金剛石的制備質(zhì)量，且由高抗沖擊強(qiáng)度透明鋼化玻璃制成的靶材容器，不僅便于觀察容器內(nèi)的靶材受激光作用情況，而且還提高了制備過程的安全性。

　　獨(dú)立權(quán)利要求：1.一種提高金剛石制備效率的裝置，包括激光發(fā)生系統(tǒng)、靶材系統(tǒng)和提純系統(tǒng)，所述激光發(fā)生系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)（1）、高能束脈沖激光裝置（2）、 45°全反鏡（4）、激光加工頭（5）、聚焦透鏡（6）和保護(hù)鏡（7），所述提純系統(tǒng)包括加熱裝置（16）、反應(yīng)器（17）、強(qiáng)酸容器（18）和尾氣凈化裝置（19），所述靶材系統(tǒng)位于工作臺（15）上，其特征在于，所述靶材系統(tǒng)由靶材容器（14）和防濺蓋（8）組成，所述靶材容器（14）內(nèi)壁上部設(shè)有內(nèi)螺紋，內(nèi)螺紋下方設(shè)有環(huán)形斜面支座（13），所述環(huán)形斜面支座（13）上端面為平面；所述防濺蓋（8）為空心圓柱體，其外壁上設(shè)有外螺紋，內(nèi)部為底面朝上的空心椎體，所述空心椎體的頂部開有激光入射孔（9），所述靶材容器（14）上的內(nèi)螺紋與所述防濺蓋（8）上的外螺紋構(gòu)成了螺紋連接副（11），所述防濺蓋（8）的下端壁面與所述環(huán)形斜面支座（13）的上端平面貼合。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高金剛石制備效率的裝置，其特征在于，所述防濺蓋（8）的下端壁面與所述環(huán)形斜面支座（13）的上端平面之間裝有密封墊圈（12）。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求書1或2所述的一種提高金剛石制備效率的裝置，其特征在于，所述靶材容器（14）的杯口設(shè)有一引流嘴（10）。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求書3所述的一種提高金剛石制備效率的方法的裝置，其特征在于，所述靶材容器（14）和所述防濺蓋（8）由高抗沖擊強(qiáng)度透明鋼化玻璃制成。

　　5.一種提高金剛石制備效率的方法，包含如下步驟： A、加入適量水至靶材容器（14）中，按0.02 g/ml比例加入定量石墨粉末靶材懸浮于水中，用電磁震動攪拌使其均勻分散； B、將密封墊圈（12）置于斜面支座（13）上；將防濺蓋（8）擰入靶材容器（14）中，由于有密封墊圈（12）和斜面支座（13）的作用，擰緊后的防濺蓋（8）與靶材容器（14）處于密合狀態(tài)；將靶材系統(tǒng)置于工作臺（15）上，調(diào)整其位置至適當(dāng)處，以使激光加工頭（5）對準(zhǔn)激光入射孔（9）； C、打開高能束脈沖激光裝置（2），由計(jì)算機(jī)（1）控制，激光束（3）經(jīng)45°全反鏡（4）反射直接通過激光加工頭（5）里的聚焦透鏡（6）和保護(hù)鏡（7）聚焦于靶材容器（14）內(nèi)，并轟擊均勻分散在水中的石墨粉末靶材，制備合成中由于外濺的石墨混合液被防濺蓋（8）擋住，可以重新流回靶材容器（14）中，石墨粉末靶材將接受激光的循環(huán)不斷作用，使石墨發(fā)生電離形成碳等離子體，由石墨相轉(zhuǎn)變生成金剛石相，待制備結(jié)束，關(guān)閉所有電源，取下靶材系統(tǒng)； D、擰下防濺蓋（8），取出密封墊圈（12），通過引流嘴（10）的引流作用，將靶材容器（14）內(nèi)制備成的納米金剛石混合液倒出，移至提純系統(tǒng)的反應(yīng)器（17）中，開啟加熱裝置（16），對金剛石進(jìn)行提純，待提純完成后，取出反應(yīng)器（17）中的金剛石。