[發明專利]一種耐砂蝕雨蝕金剛石紅外窗口及其制備方法

有效

• 申請號: 202011261303.0
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112458429B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 郭風祥;蓋志剛;徐珊珊;王宜豹;陳志剛;蓋志鵬;姜辛
• 申請（專利權）人: 山東省科學院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: C23C16/27
• 分類號: C23C16/27;C23C16/01;C23C16/02;C23C16/56;G02B1/10;G02B1/118;G02B1/14;G02B1/18;G02B1/12
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 付秀穎

1.一種耐砂蝕雨蝕金剛石紅外窗口，其特征在于，包括基體和其表面微結構陣列，所述表面微結構的外接圓直徑0.4～1.5um，間距0.4～2.0um, 深徑比為0.5~3.0；所述基體為曲面結構，所述基體材料為低濃度摻雜金剛石；所述的表面微結構陣列的材質為金剛石或低濃度摻雜金剛石；所述基體為多層金剛石膜組成的復合膜，厚度為50um~2.0cm，所述金剛石紅外窗口的厚度為50um～2.006cm，在3～5um波段范圍內的最高透過率為20%～55%。

2.根據權利要求1所述的一種耐砂蝕雨蝕金剛石紅外窗口，其特征在于，所述表面微結構陣列，位于基體的單側或者雙側表面，其高度為0.2～3.00um。

3.根據權利要求1所述的一種耐砂蝕雨蝕金剛石紅外窗口，其特征在于，所述表面微結構，是利用納米壓印結合反應離子刻蝕方法獲得的納米錐或納米柱或棱臺。

4.根據權利要求1所述的一種耐砂蝕雨蝕金剛石紅外窗口，其特征在于，包括以下制備步驟，

S1.對基底進行植晶，將植晶基底安放在樣品臺上；

S2.布置多組熱絲實現生長基底表面溫度均勻，實現特定厚度的金剛石基體的制造；

S3.利用分離技術，將金剛石基體與生長基底分離；

S4.在金剛石基體表面制造微結構陣列；

S5.窗口材料在100m/S的800目碳化硅粉2小時的侵蝕下，其質量減少量不高于15%，薄膜的去離子水接觸角不低于80°。

5.根據權利要求4所述的一種耐砂蝕雨蝕金剛石紅外窗口，其特征在于，步驟S1中，所述植晶是利用納米金剛石粉對基底表面進行研磨處理，金剛石粒徑為1～500nm，研磨時間5～60min；所述基底為硅、鈦、鎳、鉭、鈮、鉬、鎢、碳化硅一種或多種組成的合金或復合材料。

6.根據權利要求4所述的一種耐砂蝕雨蝕金剛石紅外窗口，其特征在于，步驟S2中，所述布置多組熱絲為鉭絲或者鎢絲，與基底表面平行形成均勻溫度場，熱絲與基底表面的間距為5～35mm，熱絲之間的間距為5～15mm，基底表面的溫度為900～500攝氏度。

7.根據權利要求4所述的一種耐砂蝕雨蝕金剛石紅外窗口，其特征在于，步驟S3中，所述分離技術包括內應力自分離、機械剝離、化學氣相沉淀法中的一種或多種手段。