CN104387117B

CN104387117B - 用于光泵浦源的表面放电陶瓷基板及其制备方法

Info

Publication number: CN104387117B
Application number: CN201410631564.5A
Authority: CN
Inventors: 李俊生; 魏秋平; 黄超; 程海峰; 周永江; 罗浩; 童思超
Original assignee: National University of Defense Technology
Current assignee: National University of Defense Technology
Priority date: 2014-11-11
Filing date: 2014-11-11
Publication date: 2017-05-03
Anticipated expiration: 2034-11-11
Also published as: CN104387117A

Abstract

一种用于光泵浦源的表面放电陶瓷基板，包括陶瓷本体和沉积于陶瓷本体上的金刚石耐烧蚀涂层，且金刚石耐烧蚀涂层仅沉积在陶瓷本体表面将产生表面放电的区域。该表面放电陶瓷基板的制备方法包括：配制含金刚石粉的悬浊液；使用氢氟酸溶液对陶瓷本体进行预处理，预处理完成后，再使用悬浊液对陶瓷本体种植籽晶；对陶瓷本体不产生表面放电的区域进行遮挡；在陶瓷本体的表面热丝化学气相沉积金刚石耐烧蚀涂层，得到表面放电陶瓷基板。本发明的产品耐等离子体烧蚀性能好，重复使用次数高，成本小。

Description

用于光泵浦源的表面放电陶瓷基板及其制备方法

技术领域

本发明属于功能材料及其制备技术领域，具体涉及一种用于光泵浦源的表面放电基板及其制备方法。

背景技术

XeF(C-A)激光波段与大气、水下传输的最佳窗口相吻合，衰减小，在水下通信等领域有着潜在的应用前景。XeF(C-A)激光按产生泵浦光(140nm～170nm)的方式，可分为三种形式：(1)电子束泵浦Xe气产生172nm附近的荧光；(2)爆炸丝熔断产生的等离子宽带强真空紫外光辐射；(3)表面放电产生的等离子体宽带强真空紫外光辐射。电子束泵浦Xe气产生的荧光波长为172nm，处于光解XeF₂的波段(140nm～170nm)的边缘，效率低，不易实现重复频率运行。爆炸丝熔断产生泵浦光的方式只能单次运行。表面放电等离子体辐射光谱中含有丰富的紫外和真空紫外辐射，且具有在所需光谱范围内进行辐射增强、可标定放大获得大面积平面或柱面放电、结构简单及可重复频率运行等特点，是XeF(C-A)激光泵浦源常采用的表面放电形式。

在表面放电光泵浦源中，表面放电基板处于高场强的电场之中，因此要求其必须具有高的介电强度和高的电阻率。在施加触发电压后，基板表面与介质气体的界面上出现气体放电现象，放电等离子体温度高达几十千K，会对基板造成辐射加热和烧蚀；而且，由于电场的作用，放电等离子体向基板高速轰击，对其造成强烈的烧蚀效应。随着放电次数的增加，由于等离子体的烧蚀，基板的耐烧蚀层厚度逐渐减小，当厚度小于临界值时，耐烧蚀层就会发生体击穿效应。此外，烧蚀也会改变基板的表面组成和形貌，从而影响表面放电的辐射特性。基板材料的抗烧蚀性能直接影响表面放电光泵浦源的放电辐射特性和寿命。基板材料抗烧蚀性能强，单次放电对基板的烧蚀量少，因此，表面放电光泵浦源的寿命长；反之，光泵浦源的寿命就短。

早期应用于光泵浦源的表面放电基板均由有机材料制成，其中聚四氟乙烯(PTFE)应用最多。有机表面放电基板的抗烧蚀性能差，在表面放电过程中的烧蚀量大，且由于有机物烧蚀会在基板表面沉积形成碳层，造成电阻率下降，对表面放电特性和辐射特性造成较大影响，从而使表面放电光泵浦源的性能和使用寿命受限。随后，研究者们采用了抗烧蚀性能优于有机物的无机陶瓷基板，如单纯氧化铝、铅陶瓷、钛酸钡陶瓷基片等，其中应用最多的是氧化铝陶瓷基板。然而，目前应用的基板材料(包括无机材料和有机材料)仍然无法满足应用的需要。表面放电基板需要满足以下要求：(1)良好的耐烧蚀性能；(2)烧蚀后不形成金属沉积物；(3)良好的抗热震；(4)高电阻率；(5)高介电强度；(6)足够的强度和韧性。单纯的陶瓷基板其抗烧蚀性能仍然不能满足基板抗放电等离子体烧蚀的要求，也难以满足前述苛刻的使用环境要求。

当前，受表面放电基板的抗烧蚀性能所限，表面光放电光泵浦源的运行寿命短，限制了大功率重频XeF(C-A)蓝绿激光器在激光水下领域的应用。因此，发展高性能耐烧蚀的表面放电基板，是提高表面放电激光泵浦源的运行寿命和推进XeF(C-A)蓝绿激光器实用化的关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种耐等离子体烧蚀、重复使用次数高的用于光泵浦源的表面放电陶瓷基板，还相应提供一种工艺过程简单、产品性能好、成本低的前述表面放电陶瓷基板的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种用于光泵浦源的表面放电陶瓷基板，所述表面放电陶瓷基板包括陶瓷本体和沉积于陶瓷本体上的金刚石耐烧蚀涂层，且所述金刚石耐烧蚀涂层仅沉积在陶瓷本体表面将产生表面放电的区域。

上述的表面放电陶瓷基板，优选的，所述陶瓷本体为氧化铝陶瓷或氧化铍陶瓷。

上述的表面放电陶瓷基板，优选的，所述金刚石耐烧蚀涂层是以机械结合和化学键合方式连接在陶瓷本体的表面，且厚度为40.0μm～100.0μm，且表面电阻1.5×10¹²Ω·cm～9.0×10¹²Ω·cm。

针对表面光放电光泵浦源中表面放电基板的工作环境，上述本发明的技术方案提出了一种以陶瓷材料为基底、以金刚石为表面耐烧蚀涂层的无机表面放电基板结构，其特别是基于以下技术思路：单纯的陶瓷基体表面放电基板的抗烧蚀性不能满足使用要求，表面放电基板经过多次表面放电之后，因为烧蚀减薄，而发生体击穿破坏；此外，陶瓷的抗热震性较差，表面放电过程中在极短的时间内存在很大的温升，这造成部分陶瓷基板经历几次或几十次放电后，会发生整体开裂。另一方面，金刚石中每个碳原子和另外四个碳原子形成共价键，相邻原子之间具有很强的共价键结合，晶格是异常刚性的，具有最高的硬度和异常强的抗粒子冲刷能力；另外，通过化学气相沉积制备的金刚石涂层的电阻率大于10¹²Ω·cm，热导率高达2000W/m·K，适宜用做表面放电激光泵浦源中表面放电基板的耐烧蚀涂层，从而改善纯表面放电陶瓷基板的介电性能、辐射特性和耐等离子体烧蚀的能力。更重要的是，经过我们的反复研究，陶瓷本体与金刚石耐烧蚀涂层的热膨胀系数接近，陶瓷本体表面的金刚石耐烧蚀涂层残余热应力小，陶瓷本体与金刚石耐烧蚀涂层之间的结合力高，在高低温交变过程中不易脱落；且经过我们对工艺的改进，成功地在陶瓷本体上沉积得到金刚石涂层，并形成完整的金刚石连续膜，最终为本发明技术思路的实施和实现提供了前提和基础。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的用于光泵浦源的表面放电陶瓷基板的制备方法，包括以下步骤：

(1)配制含金刚石粉与丙酮的悬浊液；

(2)使用氢氟酸溶液对陶瓷本体进行预处理，预处理完成后，再使用上述悬浊液，对陶瓷本体表面种植籽晶；

(3)对陶瓷本体不产生表面放电的区域进行遮挡；遮挡的方法可以为各种常用的遮挡方法，步骤(3)是为了防止不产生表面放电的部分区域在后续热丝化学气相沉积步骤中被金刚石层覆盖；

(4)在陶瓷本体的表面热丝化学气相沉积金刚石耐烧蚀涂层，得到表面放电陶瓷基板。

上述的制备方法，所述步骤(1)中，优选的，悬浊液是由质量比为75～85∶17～24∶1～2的丙酮、金刚石粉和碳酸镁混合而成。更优选的，选用的金刚石粉由粗粒径金刚石粉和细粒径金刚石粉按5～10∶12～14的质量比混配而成，所述粗粒径金刚石粉的粒径为1.0μm～5.0μm，所述细粒径金刚石粉的粒径为0.1μm～0.8μm。加入少量碳酸镁主要作为稳定剂，以增加上述悬浊液的使用寿命，而细粒径金刚石粉则主要是作为籽晶种植于陶瓷本体表面。

上述的制备方法，所述步骤(2)中，优选的，所述氢氟酸溶液是由质量比为1.0～1.3∶1的氢氟酸和水混配而成，氢氟酸溶液对陶瓷本体进行预处理的时间控制为5.0min～10.0min。采用氢氟酸溶液进行预处理，不仅可以清洁陶瓷本体表面，而且还可增加陶瓷本体表面的活性，以提高后续热丝气相化学沉积时的形核速率，提高工艺效率和沉积效果，从而制备出耐烧蚀性能好、且电阻率达到要求的耐烧蚀涂层。

上述的制备方法，所述步骤(2)中，优选的，种植籽晶的具体操作包括：先用至少80目的砂纸(例如SiC水磨砂纸)对陶瓷本体表面需要进行表面放电的区域进行打磨，然后在至少400目的砂纸(例如SiC水磨砂纸)上使用步骤(1)中配制的悬浊液在同一区域进行再打磨，再打磨的时间优选为15.0min～20.0min；将再打磨后的陶瓷基片依次置于异丙醇、无水乙醇和步骤(1)配制的悬浊液中进行超声振荡，且在悬浊液中的超声振荡时间不少于2.0h(更优选为2.0h～4.0h)。在进行热丝气相化学沉积前，采用前述操作在陶瓷本体表面种植籽晶，通过同质气相外延生长方式，以形成高品质连续厚膜。

上述的制备方法，所述步骤(3)中，优选的，热丝化学气相沉积的工艺条件包括：本底真空度不超过3.0×10^-3Pa，沉积温度为780℃～850℃，沉积气压为3.0kPa～5.0kPa，沉积碳源浓度为1.0％～3.0％，气体总流量为40.0sccm～60.0sccm，灯丝基体距离为1.3mm～1.5mm，沉积速率为1.0μm/h～3.0μm/h。更优选的，所述碳源选自甲烷、乙烯、乙炔中的两种或三种的等量比混合气体以及氢气，气体纯度均大于99.9％。气体纯度高可以形成高品质金刚石厚膜，从而避免杂质的影响导致类金刚石相的出现，以免影响涂层的耐烧蚀性能、电阻率。

在陶瓷基体表面本不易沉积金刚石层，但本发明的上述制备方法通过优化配方组分，通过种植籽晶提高陶瓷本体表面形核密度，使金刚石耐烧蚀涂层较容易形核和生长，最后利用热丝化学气相沉积法(简称HFCVD)适于制备大面积涂层的特点，在绝缘基底陶瓷本体表面成功沉积制备得到完整、连续的金刚石耐烧蚀涂层，有效降低了产品成本，显著提高了产品性能。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.本发明的表面放电陶瓷基板采用双层结构设计，利用了复合式涂层功能叠加及优势互补原理，本体选用陶瓷，涂层选用金刚石耐烧蚀涂层，金刚石耐烧蚀涂层具有良好的介电性能和异常强的抗粒子冲刷能力，还具有导热性好、抗击穿性强、较低的热膨胀系数和非常好的抗热震性能；且本发明的陶瓷本体与金刚石耐烧蚀涂层的热膨胀系数接近，残余热应力小，双层间的界面结合力高，在高低温交变过程中不易脱落。

2.本发明较有机表面放电基板，如聚乙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)等表面放电光泵浦源，性能和使用寿命均得到提高，使用温度也显著提升；较无机表面放电基板，如单纯的氧化铝、铅玻璃、钛酸钡基片等表面放电基板，本发明的抗烧蚀性能显著提升。

3.本发明的陶瓷本体经种植籽晶处理后，表面形核密度高，金刚石耐烧蚀涂层容易形核和生长，并形成完整的金刚石涂层，通过工艺条件和参数的改进和优化，使金刚石耐烧蚀涂层成功涂覆在陶瓷本体上。

总体来说，本发明的产品是制备激光泵浦源用耐烧蚀表面放电基板的理想材料，最终获得的用于光泵浦源的表面放电陶瓷基板具有耐等离子体烧蚀的显著特点，大大改善了XeF(C-A)蓝绿激光器的重频次数和使用寿命，对提高表面放电激光泵浦源的运行寿命和推进XeF(C-A)蓝绿激光器实用化具有重要意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中氧化铝表面放电陶瓷基板表面金刚石耐烧蚀涂层的拉曼散射光谱图。

图2为本发明实施例1中氧化铝表面放电陶瓷基板表面金刚石耐烧蚀涂层的扫描电镜照片。

图3为本发明实施例2中氧化铍表面放电陶瓷基板表面金刚石耐烧蚀涂层的扫描电镜照片。

图4为本发明表面放电陶瓷基板的双层叠加结构示意图。

图例说明：

1、金刚石耐烧蚀涂层；2、陶瓷本体。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1：

一种如图1、图2和图4所示本发明的用于光泵浦源的氧化铝表面放电陶瓷基板，该表面放电陶瓷基板为双层叠加结构，包括氧化铝陶瓷本体2(其中α-Al₂O₃含量在95％)和沉积于氧化铝陶瓷本体2上的金刚石耐烧蚀涂层1(金刚石连续膜)。本实施例中，金刚石耐烧蚀涂层1的厚度为40.0μm，表面面电阻为1.5×10¹²Ω·cm。

本实施例中表面放电陶瓷基板的制备方法包括以下步骤：

(1)选用粒径为4.0μm的粗粒径金刚石粉，粒径为0.8μm的细粒径金刚石粉，将丙酮、粗粒径金刚石粉、细粒径金刚石粉、碳酸镁按质量比为75∶10∶14∶1充分混合均匀，即配制得到金刚石悬浊液；

(2)使用质量比为1.0∶1.0的氢氟酸和水的混合溶液浸泡氧化铝陶瓷基板(即陶瓷本体)10.0min，然后使用80目的SiC水磨砂纸对前述陶瓷本体上需要进行表面放电的区域打磨5.0min，接着在400目的SiC水磨砂纸上使用上述配制的悬浊液在同一区域再打磨18.0min；然后用蒸馏水洗净，置于异丙醇中超声振荡5.0min，取出后用蒸馏水洗净再置于无水乙醇中超声振荡5.0min；再用蒸馏水洗净后，将陶瓷本体置于上述悬浊液中超声振荡2.0h，完成后再置于乙醇中超声振荡2.0min，烘干备用；

(3)使用耐高温铜胶带对无需沉积金刚石涂层(即不产生表面放电的区域)的陶瓷本体部分进行遮挡；

(4)将上述步骤(3)后得到的陶瓷本体置于沉积室内固定好，沉积设备为现有常用的热丝化学气相沉积炉，开始进行热丝化学气相沉积，热丝化学气相沉积的本底真空度为2.4×10^-3Pa，沉积温度为850℃，沉积气压为3.0kPa，碳源为甲烷和乙烯等量混合气体以及氢气，气体纯度均为99.99％，碳源浓度为3.0％，气体总流量为50.0sccm，灯丝基体距离为1.3mm，沉积速率3.0μm/h；沉积完成后，即在氧化铝陶瓷本体表面得到一层金刚石耐烧蚀涂层，该金刚石耐烧蚀涂层的拉曼散射光谱图和扫描电镜照片分别如图1、图2所示，经测定，该金刚石耐烧蚀涂层的厚度为40.0μm。

通过上述方法制得的本实施例表面放电的氧化铝陶瓷基板，在表面放电激光泵浦源开机下连续工作后，涂层未出现脱落、开裂和明显烧蚀等现象，达到预期目标。

实施例2：

一种如图3、图4所示本发明的用于光泵浦源的氧化铍表面放电陶瓷基板，该表面放电陶瓷基板为双层叠加结构，包括氧化铍陶瓷本体2和沉积于氧化铍陶瓷本体2上的金刚石耐烧蚀涂层1(金刚石连续膜)。本实施例中，金刚石耐烧蚀涂层1的厚度为80.0μm，表面面电阻为7.2×10¹²Ω·cm。

本实施例中表面放电陶瓷基板的制备方法包括以下步骤：

(1)选用粒径为1.0μm的粗粒径金刚石粉，粒径为0.1μm的细粒径金刚石粉，将丙酮、粗粒径金刚石粉、细粒径金刚石粉、碳酸镁按质量比为85∶6∶12∶2充分混合均匀，即配制得到金刚石悬浊液；

(2)使用质量比为1.2∶1.0的氢氟酸和水的混合溶液浸泡氧化铍陶瓷基板(即陶瓷本体)5.0min，然后使用80目的SiC水磨砂纸对前述陶瓷本体上需要进行表面放电的区域打磨5.0min，接着在400目的SiC水磨砂纸上使用上述配制的悬浊液在同一区域再打磨15.0min；然后用蒸馏水洗净，置于异丙醇中超声振荡5.0min，取出后用蒸馏水洗净再置于无水乙醇中超声振荡5.0min；再用蒸馏水洗净后，将陶瓷本体置于上述悬浊液中超声振荡3.0h，完成后再置于乙醇中超声振荡2.0min，烘干备用；

(4)将上述步骤(3)后得到的陶瓷本体置于沉积室内固定好，沉积设备为现有常用的热丝化学气相沉积炉，开始进行热丝化学气相沉积，热丝化学气相沉积的本底真空度为3.0×10^-3Pa，沉积温度为780℃，沉积气压为4.0kPa，碳源为甲烷、乙烯和乙炔的等量混合气体以及氢气，气体纯度均为99.99％，碳源浓度为2.0％，气体总流量为60.0sccm，灯丝基体距离为1.3mm，沉积速率1.0μm/h；沉积完成后，即在氧化铍陶瓷本体表面得到一层金刚石耐烧蚀涂层，该金刚石耐烧蚀涂层的扫描电镜照片如图3所示，经测定，该金刚石耐烧蚀涂层的厚度为80.0μm。

通过上述方法制得的本实施例表面放电的氧化铍陶瓷基板，在表面放电激光泵浦源开机下连续工作后，涂层未出现脱落、开裂和明显烧蚀等现象，达到预期目标。

实施例3：

一种如图4所示本发明的用于光泵浦源的氧化铝表面放电陶瓷基板，该表面放电陶瓷基板为双层叠加结构，包括氧化铝陶瓷本体2(其中α-Al₂O₃含量在99％)和沉积于氧化铝陶瓷本体2上的金刚石耐烧蚀涂层1(金刚石连续膜)。本实施例中，金刚石耐烧蚀涂层1的厚度为100.0μm，表面面电阻为9.0×10¹²Ω·cm。

本实施例中表面放电陶瓷基板的制备方法包括以下步骤：

(1)选用粒径为5.0μm的粗粒径金刚石粉，粒径为0.6μm的细粒径金刚石粉，将丙酮、粗粒径金刚石粉、细粒径金刚石粉、碳酸镁按质量比为80∶5∶14∶1充分混合均匀，即配制得到金刚石悬浊液；

(2)使用质量比为1.3∶1.0的氢氟酸和水的混合溶液浸泡氧化铝陶瓷基板(即陶瓷本体)8.0min，然后使用80目的SiC水磨砂纸对前述陶瓷本体上需要进行表面放电的区域打磨5.0min，接着在400目的SiC水磨砂纸上使用上述配制的悬浊液在同一区域再打磨20.0min；然后用蒸馏水洗净，置于异丙醇中超声振荡5.0min，取出后用蒸馏水洗净再置于无水乙醇中超声振荡5.0min；再用蒸馏水洗净后，将陶瓷本体置于上述悬浊液中超声振荡4.0h，完成后再置于乙醇中超声振荡2.0min，烘干备用；

(4)将上述步骤(3)后得到的陶瓷本体置于沉积室内固定好，沉积设备为现有常用的热丝化学气相沉积炉，开始进行热丝化学气相沉积，热丝化学气相沉积的本底真空度为1.4×10^-3Pa，沉积温度为800℃，沉积气压为5.0kPa，碳源为乙炔和乙烯的等量混合气体以及氢气，气体纯度均为99.99％，碳源浓度为1.0％，气体总流量为40.0sccm，灯丝基体距离为1.5mm，沉积速率2.0μm/h；沉积完成后，即在氧化铝陶瓷本体表面得到一层金刚石耐烧蚀涂层，经测定，该金刚石耐烧蚀涂层的厚度为100.0μm。

通过上述方法制得的本实施例的氧化铝表面放电陶瓷基板，在表面放电激光泵浦源开机下连续工作后，涂层未出现脱落、开裂和明显烧蚀等现象，达到预期目标。

Claims

1.一种用于光泵浦源的表面放电陶瓷基板，其特征在于，所述表面放电陶瓷基板包括陶瓷本体和沉积于陶瓷本体上的金刚石耐烧蚀涂层，且所述金刚石耐烧蚀涂层仅沉积在陶瓷本体表面将产生表面放电的区域；所述金刚石耐烧蚀涂层是通过化学气相沉积在陶瓷本体上形成的金刚石连续膜，所述金刚石耐烧蚀涂层的厚度为40.0μm～100.0μm，且表面电阻为1.5×10¹²Ω·cm～9.0×10¹²Ω·cm，所述陶瓷本体为氧化铝陶瓷或氧化铍陶瓷，所述氧化铝陶瓷中α-Al₂O₃的质量分数在95%以上。

2.一种如权利要求1中所述的用于光泵浦源的表面放电陶瓷基板的制备方法，包括以下步骤：

（1）配制含金刚石粉与丙酮的悬浊液；

（2）使用氢氟酸溶液对陶瓷本体进行预处理，预处理完成后，再使用上述悬浊液，对陶瓷本体种植籽晶；

（3）对陶瓷本体不产生表面放电的区域进行遮挡；

（4）在陶瓷本体的表面热丝化学气相沉积金刚石耐烧蚀涂层，得到表面放电陶瓷基板。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，悬浊液是由质量比为75～85∶17～24∶1～2的丙酮、金刚石粉和碳酸镁混合而成。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，选用的金刚石粉由粗粒径金刚石粉和细粒径金刚石粉按5～10∶12～14的质量比混配而成，所述粗粒径金刚石粉的粒径为1.0μm～5.0μm，所述细粒径金刚石粉的粒径为0.1μm～0.8μm。

5.根据权利要求2、3或4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，所述氢氟酸溶液是由质量比为1.0～1.3∶1的氢氟酸和水混配而成，氢氟酸溶液对陶瓷本体进行预处理的时间控制为5.0min～10.0min。

6.根据权利要求2、3或4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，种植籽晶的具体操作包括：先用至少80目的砂纸对陶瓷本体表面需要进行表面放电的区域进行打磨，然后在至少400目的砂纸上使用步骤（1）中配制的悬浊液在同一区域进行再打磨；将再打磨后的陶瓷基片依次置于异丙醇、无水乙醇和步骤（1）配制的悬浊液中进行超声振荡，且在悬浊液中的超声振荡时间不少于2.0h。

7.根据权利要求2、3或4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，热丝化学气相沉积的工艺条件包括：本底真空度不超过3.0×10^-3Pa，沉积温度为780℃～850℃，沉积气压为3.0kPa～5.0kPa，沉积碳源浓度为1.0%～3.0%，气体总流量为40.0sccm～60.0sccm，灯丝基体距离为1.3mm～1.5mm，沉积速率为1.0μm/h～3.0μm/h。