[實用新型]一種金剛石復合片以及一種窗體

有效

• 申請號: 201821364591.0
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN209493629U
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 易劍;江南;褚伍波
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C23C16/27
• 分類號: C23C16/27;C30B29/04;H01J23/36
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 王惠

本申請公開了一種金剛石復合片，所述金剛石復合片包括單晶金剛石片和多晶金剛石膜；所述單晶金剛石片在所述金剛石復合片的中心，所述多晶金剛石膜包裹所述單晶金剛石片的外緣表面。該金剛石復合片結構由于中心采用高品質大尺寸單晶金剛石片，介質損耗低，熱導率高，斷裂強度高，可以承受兆瓦級微波功率而不斷裂，而且壽命長。

技術領域

本申請涉及一種回旋管用微波窗口結構，具體涉及一種金剛石單晶多晶復合片。

背景技術

回旋管中的微波窗口用的金剛石窗片目前用多晶金剛石自支撐膜，但多晶金剛石自支撐膜介質損耗高，導致在大功率兆瓦級微波穿過時由于介質損耗，導致窗片中心急劇升溫，而多晶金剛石的斷裂強度低，熱導率也不是非常高，從而很容易在中心開裂。單晶金剛石，其介質損耗低，大約只有6×10^-5左右，可以極大較小微波在其中的能量殘留。實際上，穿過窗口的微波能量呈高斯分布，即中心很高，兩邊逐漸降低，且中心地帶的能量寬度僅在10mm左右。因此，開發一種性能優異的窗片，具有重要的意義。

實用新型內容

本申請提供了一種金剛石復合片，所述金剛石復合片，包括整個窗體結構，所述結構中心是單晶金剛石片，周圍是多晶金剛石膜，二者組合成單晶、多晶復合的金剛石復合片。該金剛石復合片結構由于中心采用高品質大尺寸單晶金剛石片，介質損耗低，熱導率高，斷裂強度高，可以承受兆瓦級微波功率而不斷裂，而且壽命長。

所述金剛石復合片，包括單晶金剛石片和多晶金剛石膜；所述單晶金剛石片在所述金剛石復合片的中心，所述多晶金剛石膜包裹所述單晶金剛石片的外緣表面。

可選地，所述金剛石復合片還包括窗體骨架架；所述多晶金剛石膜和所述窗體骨架釬焊連接為一個整體。

作為一種實施方式，為了解決回旋管微波窗口用多晶金剛石窗的斷裂問題，本實用新型提出了一種復合金剛石窗片結構，以增加窗片使用壽命。

為了實現上述目的，本實用新型提出了一種金剛石復合窗片結構，包括整個窗體，其特征在于，所述復合窗片是由金剛石單晶片和多晶膜復合而成，單晶金剛石片在整個窗片的中心部位，多晶金剛石膜在單晶金剛石的四周，然后多晶金剛石膜和金屬架通過釬焊組成整個窗體。由于單晶金剛石的介質損耗比多晶金剛石低很多，有效減小了微波窗口中心部位的介質損耗，兆瓦級微波穿過窗片時，由于介質損耗殘留在窗片內的能量就會極大減少。

可選地，所述多晶金剛石膜的外緣表面的任意一點至所述金剛石復合片的中心的距離與所述單晶金剛石片的外緣表面的任意一點至所述金剛石復合片的中心的距離的比值≤15。

可選地，所述單晶金剛石片與所述多晶金剛石膜的結合方式的包括化學鍵合或物理鍵合。

可選地，所述多晶金剛石膜的厚度與所述單晶金剛石片的厚度沒有直接的大小關系。單晶金剛石片的厚度可以小于多晶金剛石膜的厚度，也可以等于或大于多晶金剛石膜的厚度。

可選地，所述多晶金剛石膜的厚度等于所述單晶金剛石片的厚度。

可選地，所述多晶金剛石膜的厚度大于所述單晶金剛石片的厚度。

可選地，所述多晶金剛石膜的厚度小于所述單晶金剛石片的厚度。

可選地，所述單晶金剛石片是一片或多片鑲嵌在多晶金剛石片中。當單晶金剛石片為多片鑲嵌在多晶金剛石膜中時，多片金剛石片的中心與所述金剛石復合片的中心重合，多片金剛石片可以均勻分布在多晶金剛石膜上。

可選地，所述單晶金剛石片包括天然單晶金剛石片、人工合成單晶金剛石片中的至少一種；

所述單晶金剛石片包括圓形單晶金剛石片、多邊形單晶金剛石片；所述圓形單晶金剛石片的直徑為5～50mm，厚度為0.05～3mm；

所述多邊形單晶金剛石片的邊長為5～50mm，厚度為0.05～3mm。