[发明专利]一种高能灯泵浦固体激光器制备纳米金刚石的装置与方法

权利要求书

1.一种高能灯泵浦固体激光器制备纳米金刚石的装置，其特征在于，包括激光器系统、反应室系统和液体循环系统；所述激光器系统包括计算机（21）、高能灯泵浦固体激光器（1）和工作台（20），所述高能灯泵固体激光器（1）由计算机（21）控制激光参数；所述反应室系统位于所述工作台（20）上，所述反应室系统包括相邻的一级反应室（17）和二级收集室（5），所述一级反应室（17）侧壁上开有第二入光口（18），所述二级收集室（5）侧壁上开有第一入光口（4），所述一级反应室（17）内部斜置一块反应面板（16），所述高能灯泵固体激光器（1）的激光能够贯穿所述第一入光口（4）和第二入光口（18）辐射到所述反应面板（16）上；所述液体循环系统包括抽水泵（9）、抽水管（12）和出水管（11），所述抽水泵（9）和所述一级反应室（17）之间通过所述抽水管（12）和所述出水管（11）连接。

2.根据权利要求1所述的一种高能灯泵浦固体激光器制备纳米金刚石的装置，其特征在于，所述工作台（20）的位移由所述计算机（21）控制。

3.根据权利要求1所述的一种高能灯泵浦固体激光器制备纳米金刚石的装置，其特征在于，所述第一入光口（4）处设有保护气喷嘴（3），所述保护气喷嘴（3）喷出的保护气方向指向所述二级收集室（5）内部。

4.根据权利要求1所述的一种高能灯泵浦固体激光器制备纳米金刚石的装置，其特征在于，所述一级反应室（17）和所述二级收集室（5）的材料为有机玻璃，所述一级反应室（17）和所述二级收集室（5）各壁面之间采用有机玻璃胶粘接。

5.根据权利要求1所述的一种高能灯泵浦固体激光器制备纳米金刚石的装置，其特征在于，所述反应面板（16）位于所述一级反应室（17）的对角线上。

6.根据权利要求1—5任一项权利要求所述的一种高能灯泵浦固体激光器制备纳米金刚石的装置，其特征在于，所述抽水泵（9）位于所述一级反应室（17）上端，所述一级反应室（17）上壁面设有第一开口（14）和第二开口（6），所述抽水泵（9）上设有抽水口（8）和出水口（10），所述抽水泵（9）上设有抽水口（8）和出水口（10），所述第一开口（14）和所述第二开口（6）内分别套有第一密封圈（13）和第二密封圈（7），所述抽水管（12）分别与所述抽水口（8）和所述第二开口（6）相连，所述出水管（11）分别与所述出水口（10）和所述第一开口（14）相连。

7.一种高能灯泵浦固体激光器制备纳米金刚石的方法，包括如下步骤：

A  将石墨与去离子水以质量比为1：100~1:300配成石墨混合液；

B  将石墨混合液置入超声波清洗机中超声振动混合30min制成石墨悬浮液；

C 将石墨悬浮液置入一级反应室内，打开抽水泵使石墨悬浮液循环流动；

D 打开储气罐，使气体喷嘴对准二级收集室的第一入光口对内吹保护气体；

E 打开高能灯泵浦固体激光器，调节工作台使激光束依此穿过第一入光口和第二入光口并辐照一级反应室内的流过反应面板上的石墨悬浮液，利用计算机设置激光束参数，波长1064nm，脉宽15ns，脉冲频率1~5Hz，能量1~12J；

F 激光辐照1~2h后依此关闭高能泵浦固体激光器、保护气和抽水泵；

G对激光作用后的石墨悬浮液进行干燥、酸煮提纯和水洗处理，得到纳米金刚石颗粒。

8.根据权利要求7所述的一种高能灯泵浦固体激光器制备纳米金刚石的方法，其特征在于，步骤A所述石墨为ABC型人造石墨粉，含碳量399.99%，粒径1~5mm。

9.根据权利要求7所述的一种高能灯泵浦固体激光器制备纳米金刚石的方法，其特征在于，步骤D所述保护气体为氧气、氮气或氦气。

10.根据权利要求7所述的一种高能灯泵浦固体激光器制备纳米金刚石的方法，其特征在于，步骤E所述第一入光口和第二入光口的中心与激光束中心线共线，激光束高于石墨悬浮液液面2~5cm。