[发明专利]强激光辐照碳纳米管连续合成制备金刚石薄膜方法和装置

权利要求书

1.一种强激光辐照碳纳米管连续合成制备金刚石薄膜的方法，其特征在于，具体实施步骤为：

A．基底（13）进行表面打磨抛光，然后用丙酮、酒精清洗，并用夹具（12）加紧固定在工作台上（22）；

B．反应容器（18）中通入水，将碳纳米管粉末悬浮于水中，电磁震动搅拌使碳纳米管粉末均匀分散；

C．打开电泵（1）电源使水溶液（21）循环起来，调节流量控制装置（3）,使水溶液（21）循环速度在0.3～0.6ml/s之间；

D. 打开高功率脉冲激光装置，由计算机（5）设置参数，脉冲宽度为10ns～20ns，脉冲频率为20Hz，功率密度为10⁸W/cm² ~10⁹ W/cm²；高功率脉冲激光装置（6）发出的激光经分光镜（14）反射和分光，激光束G1（8）直接反射通过激光加工头（9）聚焦于距基底（13）表面正上方2mm～4mm处，同时激光束G2（15）经45°全反镜（17）反射到安装在旋转支架（20）上的全反镜（19）上，经全反镜（19）辐射到激光束G1（8）聚焦点正下方的基底表面上，激光束G1（8）辐照均匀分散在水中的碳纳米管粉末，并诱导高速等离子体轰击基底（13）表面，在基底（13）表面形成高质量的金刚石薄膜（16）；

E．移动工作台（22），使基底（13）处于不同的位置，待反应完后，关闭所有电源，取下基底（13）。

2. 根据权利要求1所述的一种强激光辐照碳纳米管连续合成金刚石薄膜的方法，其特征在于，所述的基底为镍基合金；所述的激光加工头在液面以下，所述的碳纳米管粉末粒度为10nm～20nm。

3. 实施权利要求1所述的一种强激光辐照碳纳米管合成金刚石薄膜的方法的装置，其特征在于，所述装置由激光发生系统、工件系统和辅助系统组成；

所述激光发生系统包括计算机（5）、高功率脉冲激光装置（6）、分光镜（14）、激光加工头（9）、45°全反镜（17）、全反镜（19）和旋转支架（20），计算机（5）控制高功率脉冲激光装置（6），45°全反镜（17）位于全反镜（19）的正上方，全反镜（19）固定在旋转支架（20）上，所述的激光加工头（9）包括聚焦透镜（10）和保护镜（11），聚焦透镜（10）在保护镜（11）的上方；工件系统包括工作台（22）、夹具（12）和基底（13），基底（13）通过夹具（12）固定在工作台（22）上，计算机控制工作台（22）来调节基底（13）的运动轨迹；辅助系统包括流量调节装置（13）、储液箱（13）和电泵（13），电泵（13）一端与水箱下部的出水口相连，一端与储液箱相连，流量调节装置一端与水箱左边的入水口相连，一端与储液箱相连，通过电泵（13）使溶液循环流动，流量调节装置用于控制水溶液的流动速度。

4. 根据实施权利要求3所述的一种强激光辐照碳纳米管合成金刚石薄膜的方法的装置，其特征在于，所述的基底为镍基合金。