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　　申请号：201310319625

　　申请人：江苏大学

　　摘要：本发明涉及一种提高金刚石制备效率的装置与方法，其主要包括激光发生系统、靶材系统和提纯系统。本发明方法是：制备纳米金刚石过程中，利用高能束强激光作用在靶材系统内的石墨粉末靶材，以制备出金刚石溶液，然后通过提纯系统从金刚石溶液中提炼出金刚石纳米颗粒，本发明装置和方法能够有效防止被作用物溅出并且使石墨接受激光循环作用，大大提高了纳米金刚石的转化率，从而提高了石墨的利用率及金刚石的制备质量，且由高抗冲击强度透明钢化玻璃制成的靶材容器，不仅便于观察容器内的靶材受激光作用情况，而且还提高了制备过程的安全性。

　　独立权利要求：1.一种提高金刚石制备效率的装置，包括激光发生系统、靶材系统和提纯系统，所述激光发生系统包括计算机（1）、高能束脉冲激光装置（2）、 45°全反镜（4）、激光加工头（5）、聚焦透镜（6）和保护镜（7），所述提纯系统包括加热装置（16）、反应器（17）、强酸容器（18）和尾气净化装置（19），所述靶材系统位于工作台（15）上，其特征在于，所述靶材系统由靶材容器（14）和防溅盖（8）组成，所述靶材容器（14）内壁上部设有内螺纹，内螺纹下方设有环形斜面支座（13），所述环形斜面支座（13）上端面为平面；所述防溅盖（8）为空心圆柱体，其外壁上设有外螺纹，内部为底面朝上的空心椎体，所述空心椎体的顶部开有激光入射孔（9），所述靶材容器（14）上的内螺纹与所述防溅盖（8）上的外螺纹构成了螺纹连接副（11），所述防溅盖（8）的下端壁面与所述环形斜面支座（13）的上端平面贴合。

　　2.根据权利要求1所述的一种提高金刚石制备效率的装置，其特征在于，所述防溅盖（8）的下端壁面与所述环形斜面支座（13）的上端平面之间装有密封垫圈（12）。

　　3.根据权利要求书1或2所述的一种提高金刚石制备效率的装置，其特征在于，所述靶材容器（14）的杯口设有一引流嘴（10）。

　　4.根据权利要求书3所述的一种提高金刚石制备效率的方法的装置，其特征在于，所述靶材容器（14）和所述防溅盖（8）由高抗冲击强度透明钢化玻璃制成。

　　5.一种提高金刚石制备效率的方法，包含如下步骤： A、加入适量水至靶材容器（14）中，按0.02 g/ml比例加入定量石墨粉末靶材悬浮于水中，用电磁震动搅拌使其均匀分散； B、将密封垫圈（12）置于斜面支座（13）上；将防溅盖（8）拧入靶材容器（14）中，由于有密封垫圈（12）和斜面支座（13）的作用，拧紧后的防溅盖（8）与靶材容器（14）处于密合状态；将靶材系统置于工作台（15）上，调整其位置至适当处，以使激光加工头（5）对准激光入射孔（9）； C、打开高能束脉冲激光装置（2），由计算机（1）控制，激光束（3）经45°全反镜（4）反射直接通过激光加工头（5）里的聚焦透镜（6）和保护镜（7）聚焦于靶材容器（14）内，并轰击均匀分散在水中的石墨粉末靶材，制备合成中由于外溅的石墨混合液被防溅盖（8）挡住，可以重新流回靶材容器（14）中，石墨粉末靶材将接受激光的循环不断作用，使石墨发生电离形成碳等离子体，由石墨相转变生成金刚石相，待制备结束，关闭所有电源，取下靶材系统； D、拧下防溅盖（8），取出密封垫圈（12），通过引流嘴（10）的引流作用，将靶材容器（14）内制备成的纳米金刚石混合液倒出，移至提纯系统的反应器（17）中，开启加热装置（16），对金刚石进行提纯，待提纯完成后，取出反应器（17）中的金刚石。