间隔温差法合成0.5～1mm金刚石单晶的结构制造技术

间隔温差法合成０．５～１ｍｍ金刚石单晶的结构属晶体生长制造领域。其实质是：２～６层小触媒片以特殊形式纵向立装在石墨层内的叶蜡石方块腔体内，其小触媒片间由石墨片间隔。优点：一是采用间隔温差结构用于生产０．５～１ｍｍ的金刚石单晶时，该结构具有易捕捉最佳优晶区及相邻的较佳优晶区；二是在同一层温度梯度较小，相邻层内有一定的温度梯度，可同时获得粗粒高强单晶；三是轴中心有或无导热棒，均可使整个腔体温度更加均一；四是粒度比较均一，以０．５～１ｍｍ为主。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属晶体生长制造领域本技术的
技术介绍
美国G·E公司和南非D·B公司从事生产0.5～1mm的金刚石单晶，采用的是籽晶(晶种)结构，但其生产的
技术实现思路
处于保密状态，产品可在市场供给。本技术的设计目的用一种间隔温差(插入温差)结构让其有更多的生长中心，生长出粗粒度主要峰值在0.5～1mm(18/20～30/35～1000/500)的单晶金刚石。本技术的设计方案该类金刚石的晶体结晶应是在一稳定的温度场、压力场范围内，由于晶体生长的环境稳定，所以晶体应是以立方体一八面体聚形为主的结晶习性；同时运用温差法石墨的碳结构转化为金刚石的结构应是稍慢的，所以晶体内应是少或无杂质(包裹体)；与此同时，金刚石晶体强度要高，透明度要好，充分显示出一种优质金刚石的特色。为了达到实用阶段，自然要合成棒的产出回报率高于目前一般厂家的水平，0.5～1mm单晶应占50％以上，单棒合成量应在2～5克拉或者更高，顶锤消耗不增加，甚至有所下降。其结构方案间隔温差法合成0.5～1mm金刚石单晶的结构，它包括堵头(2)、叶蜡石圈(3)，2～6层小触媒片(5)纵向立装在专用石墨层的叶蜡石方块(1)的腔体内，其小触媒片间又由石墨片(4)间隔。若干个(6～100个范围内任取)小媒触片构成一层有小媒触的石墨片层。小触媒片的排列俯视呈放射状排列或平行状排列或同心园状排列或有规律的排列，其小触媒片间的间距为1～5mm小触媒片间的间隔为等距或不等距。小触媒片的形状为 状或丝状或球状。小触媒片的轴中心有或无导热棒。本技术的优点一是采用间隔温差结构用于生产0.5～1mm的金刚石单晶时，该结构具有易捕捉最佳优晶区及相邻的较佳优晶区；二是在同一层温度梯度较小，相邻层内有一定的温度梯度，可同时获得粗粒高强单晶；三是轴中心有或无导热棒，均可使整个腔体温度更加均一；四是粒度比较均一，以0.5～1mm为主。该粒度高强料单产较高，高强度可达20～30Kg，30～40Kg，40～45Kg，45～50Kg。单产高强的在2～3克拉或以上；五是金刚石呈金黄色，包裹体少或几乎无，晶形大多完整。 附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是本技术的俯视(放射状)的结构示意图。图3是本技术的俯视(平行状)的结构示意图。图4是本技术的俯视(同心园状)的结构示意图。实施例11、实施结构立装在(纵向)叶蜡石方块(1)腔体内的含小触媒片(5)的石墨层是五层，相互间由石墨片(4)间隔，在平面上看可是放射状或平行状或同心园状等。但不论何种形式，每小触媒是立装的，相互间保持一定的距离，距离可以是等距的，也可以是某种形式对称规律的。要充分运用温度梯度、压力梯度的互关系。若干个小媒触构成一层含小媒触的石墨层。小触媒的排列俯视呈放射状排列或平行状排列或同心园排列或有规律的排列，其小触媒间的间距为1～5mm(1mm或1.2mm或1.4mm或1.6mm或1.8mm或2mm或2.2mm或2.4mm或2.6mm或2.8mm或3mm或3.2mm或3.4mm或3.6mm或3.8mm或4mm或4.2mm或4.4mm或4.6mm或4.8mm或5mm)。小触媒间的间隔为等距或不等距。小触媒的形状为 状或丝状或球状。小触媒的轴中心有或无导热棒。合成表头压力精度控制在0.1mpa以下。小触媒间的温差控制在5‰以内，生长压力差最大不超过0.1～0.5mpa(0.1或0.2或0.3或0.4或0.5)，最佳在0.1mpa。2、叶蜡石焙烧工艺采用本人提倡推广的低温长时，即250℃左右，长达36h左右的焙烧工艺，使合成工艺稳定。3、合成工艺a)该结构形式，由于触媒是立装的，所以每层间温差要小但几层间各有一定的温差，这种组装易捕获最佳优晶区。b)所用电流要比平时层装的要适当增大，才可获得所需热量。c)同样要正确运用好，互溶互渗、成核、生长、逆转化等过程与生长七大要素之关系。特别重要的是影响互溶互渗间接成核)成核条件，要保证有相当量的核，多到不互相拥挤为限d)稳定的压力和温度为条件。e)合成时间20min～30min～60min(20min或25min或30min或40min或45min或50min或55min或60min)4、提纯工艺由于金刚石偏粗，以重液法为主，辅以酸碱处理，首先要把金刚石从触媒和石墨中解离出来、尔后重液分选，最后用碱溶去剥余叶蜡石，高氯酸除石墨后稀盐酸煮，冲洗至中性。其余的属现有技术。实施例2在实施例1的基础上，立装在(纵向)叶蜡石方块腔体内的小触媒片是二层，其余的同实施例1。实施例3在实施例1的基础上，立装在(纵向)叶蜡石方块腔体内的小触媒片是六层，其余的同实施例1。权利要求1.一种间隔温差法合成0.5～1mm金刚石单晶的结构，其特征是2～6层小触媒片(5)纵向立装在叶蜡石方块(1)的腔体内，其小触媒片间由石墨片(4)间隔。2.根据权利要求1所述的间隔温差法合成0.5～1mm金刚石单晶的结构，其特征是若干个小触媒片(5)构成一层含小触媒片的石墨层。3.根据权利要求1所述的间隔温差法合成0.5～1mm金刚石单晶的结构，其特片是小触媒片(5)的排列俯视呈放射状排列或平行状排列或同心园状排列或有规律的排列，其小触媒片在石墨片间的间距为1～5mm。4.根据权利要求2所述的间隔温差法合成0.5～1mm金刚石单晶的结构，其特征是小触媒片(5)间的间隔为等距或不等距(不等距的应是有规律的)。5.根据权利要求1或2所述的间隔温差法合成0.5～1mm金刚石单晶的结构，其特征是小触媒片(5)的形状为状或丝状或球状。6.根据权利要求1所述的间隔温差法合成0.5～1mm金刚石单晶的结构，其特征是小触媒片(5)的轴中心有或无导热捧。专利摘要间隔温差法合成0.5～1mm金刚石单晶的结构属晶体生长制造领域。其实质是2～6层小触媒片以特殊形式纵向立装在石墨层内的叶蜡石方块腔体内，其小触媒片间由石墨片间隔。优点一是采用间隔温差结构用于生产0.5～1mm的金刚石单晶时，该结构具有易捕捉最佳优晶区及相邻的较佳优晶区；二是在同一层温度梯度较小，相邻层内有一定的温度梯度，可同时获得粗粒高强单晶；三是轴中心有或无导热棒，均可使整个腔体温度更加均一；四是粒度比较均一，以0.5～1mm为主。文档编号C01B31/00GK2268037SQ9624073公开日1997年11月19日 申请日期1996年9月26日 优先权日1996年9月26日专利技术者方啸虎, 郝兆印, 王琰第 申请人:方啸虎本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种间隔温差法合成０．５～１ｍｍ金刚石单晶的结构，其特征是：２～６层小触媒片（５）纵向立装在叶蜡石方块（１）的腔体内，其小触媒片间由石墨片（４）间隔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方啸虎，
申请(专利权)人：方啸虎，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]