一种强激光辐照制备类金刚石薄膜的方法

摘要

本发明涉及一种强激光辐照制备类金刚石薄膜的方法：采用高功率脉冲激光辐照沉浸在循环水溶液下基体的石墨涂层，石墨吸收激光能量迅速气化、电离，产生大量的高速等离子体，并在基体表面产生瞬间的高温高压微区，随后又以极快的冷却速度冷却，在这个极端非平衡条件下，金刚石形核并长大，一部分石墨转变为金刚石，与基体表层发生分子、原子级的扩散。本发明克服了反应条件特殊和装置操作困难且成本昂贵的问题，创新实现了类金刚石薄膜在宏观常温常压下的连续合成，获得了较厚的类金刚石薄膜且反应时间快，与基体结合强度大。

主权项

一种强激光辐照制备类金刚石薄膜的方法，包含如下步骤：用砂纸打磨预涂基体（12）表面并抛光，之后用丙酮、酒精清洗，干燥处理；以石墨粉为原料，将石墨粉末置入盛有酒精的超声波容器中进行振动分散，然后将酒精蒸发；用浸渍提拉法预置石墨涂层；将涂有石墨涂层的基体（12）置入装有适量水的反应容器(10)中，通过夹具（17）将所述涂有石墨涂层的基体（12）夹紧固定在工作台（14）上；打开高功率脉冲激光装置（4），设置激光参数为：脉冲宽度为10ns～20ns, 脉冲频率为10HZ，功率密度为109W/cm2，光斑直径5～10mm，光斑搭接率为20～50%，激光聚焦于所述涂有石墨涂层的基体（12）表面；控制工作台的运动轨迹实现基体（12）与激光的相对移动，最终实现整个基体的表面的涂覆，在基体表面形成高质量的类金刚石薄膜（11），待反应完成后，关闭所有电源，取下基体, 清洗。