[发明专利]掺杂超细纳米结构金属粒子的金刚石薄膜制备方法与装置

摘要

本发明涉及一种掺杂超细纳米结构金属粒子的金刚石薄膜制备方法与装置，制备掺杂金属粒子的金刚石薄膜装置由控制系统、靶材系统、工件控制系统和辅助系统组成。高功率脉冲激光装置发出的强激光聚焦到在真空条件下的高纯石墨靶材表面上，高能量的激光诱导出大量的等离子体高速轰击预先均匀加热的基材表面，在基材表面快速相变形成金刚石薄膜。准分子激光器发出的激光聚焦到金属靶材上，高能量密度的激光在金属靶材表面诱导出的由大量的金属粒子构成的等离子体高速轰击已制备的金刚石薄膜表面，大量的金属粒子有效地紧密填补金刚石薄膜颗粒表面的缝隙，形成了一层均匀的金属膜，实现金刚石薄膜表面的改性，提高了金刚石薄膜的抗压强度和耐磨性。

主权项

一种掺杂超细纳米结构金属粒子的金刚石薄膜制备方法，其特征在于,步骤为：A.用无水乙醇和去离子水清洗基材（11）表面；B.把预处理后的基材（11）夹紧在加热装置（25）上，金属靶材（10）和石墨靶材（19）分别固定在金属靶材支架（9）和石墨靶材支架（18）上；C.转动旋转底座A（7） 和旋转底座B（16）分别调节金属靶材（10）和石墨靶材（19）与基材（11）表面水平方向上的夹角；D.在基材（11）侧面贴上温度传感器，移动工作台（14）调节好基材（11）表面到石墨靶材（19）最下端的垂直距离，真空泵（31）抽密闭工作腔（21）内的气体，计算机（26）控制加热装置（25）对进行基材（11）均匀加热；E．打开马达B（17）电源和高功率脉冲激光装置（30），通过激光控制器（33）设置激光能量、脉冲宽度等参数，高功率脉冲激光装置（30）发出强激光（23）聚焦到自转的石墨靶材（19）上，并诱导大量的等离子体（20）高速轰击基材（11）表面，在基材（11）表面沉积形成金刚石薄膜（24）；F．关闭马达B（17）和高功率脉冲激光装置（30），调节工作台（14）到合适的位置；打开马达A（8）和准分子激光器（4），设置准分子激光器（4）的参数，准分子激光器（4）发出激光聚焦到金属靶材（10）上，激光在金属靶材（10）表面诱导出的由大量的金属粒子构成的等离子体高速轰击已制备的金刚石薄膜（24）表面，形成了一层均匀的金属膜，待反应完成后，关闭所有电源，取下基材。