申請號：201310319625

　　申請人：江蘇大學

　　摘要：本發明涉及一種提高金剛石制備效率的裝置與方法，其主要包括激光發生系統、靶材系統和提純系統。本發明方法是：制備納米金剛石過程中，利用高能束強激光作用在靶材系統內的石墨粉末靶材，以制備出金剛石溶液，然后通過提純系統從金剛石溶液中提煉出金剛石納米顆粒，本發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作用，大大提高了納米金剛石的轉化率，從而提高了石墨的利用率及金剛石的制備質量，且由高抗沖擊強度透明鋼化玻璃制成的靶材容器，不僅便于觀察容器內的靶材受激光作用情況，而且還提高了制備過程的安全性。

　　獨立權利要求：1.一種提高金剛石制備效率的裝置，包括激光發生系統、靶材系統和提純系統，所述激光發生系統包括計算機（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）和保護鏡（7），所述提純系統包括加熱裝置（16）、反應器（17）、強酸容器（18）和尾氣凈化裝置（19），所述靶材系統位于工作臺（15）上，其特征在于，所述靶材系統由靶材容器（14）和防濺蓋（8）組成，所述靶材容器（14）內壁上部設有內螺紋，內螺紋下方設有環形斜面支座（13），所述環形斜面支座（13）上端面為平面；所述防濺蓋（8）為空心圓柱體，其外壁上設有外螺紋，內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）上的內螺紋與所述防濺蓋（8）上的外螺紋構成了螺紋連接副（11），所述防濺蓋（8）的下端壁面與所述環形斜面支座（13）的上端平面貼合。

　　2.根據權利要求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形斜面支座（13）的上端平面之間裝有密封墊圈（12）。

　　3.根據權利要求書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）的杯口設有一引流嘴（10）。

　　4.根據權利要求書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；將靶材系統置于工作臺（15）上，調整其位置至適當處，以使激光加工頭（5）對準激光入射孔（9）； C、打開高能束脈沖激光裝置（2），由計算機（1）控制，激光束（3）經45°全反鏡（4）反射直接通過激光加工頭（5）里的聚焦透鏡（6）和保護鏡（7）聚焦于靶材容器（14）內，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不斷作用，使石墨發生電離形成碳等離子體，由石墨相轉變生成金剛石相，待制備結束，關閉所有電源，取下靶材系統； 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）內制備成的納米金剛石混合液倒出，移至提純系統的反應器（17）中，開啟加熱裝置（16），對金剛石進行提純，待提純完成后，取出反應器（17）中的金剛石。