一种提高宝石级大单晶产量的合成结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种提高宝石级大单晶产量的合成结构，包括绝缘块，绝缘块的内部从上到下分别设置有钢帽、加热层、发热体、另一加热层和另一钢帽，发热体的内部设置有绝缘体，绝缘体的内部设置有生长区，绝缘体将生长区与发热体隔开，使得加热方式属于间接加热，有效保证了单晶生长温场的稳定性，同时为单晶的生长，提供了稳定的温度梯度，有效提高产品成品率；洋葱式碳源层

【技术实现步骤摘要】
一种提高宝石级大单晶产量的合成结构


[0001]本技术涉及超硬材料
，尤其涉及一种提高宝石级大单晶产量的合成结构。

技术介绍

[0002]宝石级大单晶合成技术分为气相沉积技术和高温高压合成技术。气相沉积技术通过将甲烷等碳源分解，得到单质碳，在晶种表面逐渐沉积，从而使晶种逐渐生长成大片径金刚石。根据实际需要，再切割成不同形状。该技术生产相对简单，但产量低、生长周期长。而现有的高温高压合成宝石级大单晶技术，单块产量低，既有成品率问题，又有单块载晶种数量少。
[0003]针对上述问题，在原有的宝石级大单晶的合成结构的基础上进行创新设计。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种提高宝石级大单晶产量的合成结构，绝缘体将生长区与发热体隔开，加热方式属于间接加热，有效保证了单晶生长温场的稳定性，同时为单晶的生长，提供了稳定的温度梯度，有效提高产品成品率，碳源层、触媒层和晶种层多单元叠加模式，有效利用腔体结构，增加晶种的栽种数量，提高单块的单晶产量。
[0005]本技术是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]一种提高宝石级大单晶产量的合成结构，包括绝缘块，所述绝缘块的内部从上到下分别设置有钢帽、加热层、发热体、另一所述加热层和另一所述钢帽，所述发热体的内部设置有绝缘体，所述绝缘体的内部设置有生长区。
[0007]进一步设置为：所述生长区包括碳源层、触媒层和晶种层，所述碳源层的内侧设置有触媒层，所述触媒层的内侧设置有晶种层。
[0008]进一步设置为：所述绝缘块设计为外方内中空，且中空形状为圆柱形。
[0009]进一步设置为：所述热体设计为中空圆柱形。
[0010]进一步设置为：所述生长区设计为圆柱形，且碳源层、触媒层和晶种层组合成一个单元，并且多个单元逐层叠加组成生长区。
[0011]综上所述，本技术的有益技术效果为：
[0012]绝缘体将生长区与发热体隔开，使得加热方式属于间接加热，有效保证了单晶生长温场的稳定性，同时为单晶的生长，提供了稳定的温度梯度，有效提高产品成品率；洋葱式碳源层
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触媒层
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晶种层单元叠加模式，有效利用腔体结构，增加晶种的栽种数量，提高单块的单晶产量，本技术充分利用腔体体积，提出径向分布排列法，有效提高单块载晶种数量，同时利用腔体温场分布状态，提高大单晶成品率。
附图说明
[0013]图1是本技术正视剖面结构示意图；
[0014]图2是本技术生长区俯视结构示意图。
[0015]附图标记：1、绝缘块；2、钢帽；3、加热层；4、发热体；5、绝缘体；6、生长区；61、碳源层；62、触媒层；63、晶种层。
具体实施方式
[0016]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0017]参照图1
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2，为本技术公开的一种提高宝石级大单晶产量的合成结构，包括绝缘块1，绝缘块1的内部从上到下分别设置有钢帽2、加热层3、发热体4、另一加热层3和另一钢帽2，发热体4的内部设置有绝缘体5，绝缘体5的内部设置有生长区6。
[0018]生长区6包括碳源层61、触媒层62和晶种层63，碳源层61的内侧设置有触媒层62，触媒层62的内侧设置有晶种层63。
[0019]绝缘块1设计为外方内中空，且中空形状为圆柱形，绝缘块1为叶腊石与白云石的复合体。
[0020]发热体4设计为中空圆柱形，发热体4的设计，对绝缘体5起到了限位的作用，且绝缘体5的设计防止生长区6进入电流。
[0021]生长区6设计为圆柱形，且碳源层61、触媒层62和晶种层63组合成一个单元，并且多个单元逐层叠加组成生长区6，生长区6由一层层碳源层61、触媒层62和晶种层63叠加而成，似洋葱状状，单元的数量取决于要生产的大单晶的尺寸，单元数量多，大单晶尺寸小；单元数量少，大单晶尺寸大。
[0022]本技术的工作原理及有益效果为：绝缘体5将生长区6与发热体4隔开，使得加热方式属于间接加热，有效保证了单晶生长温场的稳定性，同时为单晶的生长，提供了稳定的温度梯度，有效提高产品成品率；洋葱式碳源层61
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触媒层62
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晶种层63单元叠加模式，有效利用腔体结构，增加晶种的栽种数量，提高单块的单晶产量，碳源层61厚为2mm，触媒层62厚为1mm，晶种层63厚为4mm，在油压为90MPa，功率为11KW，保温时间为180h合成工艺下，生长出1
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5ct的单晶金刚石，大大提高了宝石级大单晶的产量。
[0023]以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高宝石级大单晶产量的合成结构，其特征在于：其特征在于：包括绝缘块(1)，所述绝缘块(1)的内部从上到下分别设置有钢帽(2)、加热层(3)、发热体(4)、另一所述加热层(3)和另一所述钢帽(2)，所述发热体(4)的内部设置有绝缘体(5)，所述绝缘体(5)的内部设置有生长区(6)。2.根据权利要求1所述的一种提高宝石级大单晶产量的合成结构，其特征在于：所述生长区(6)包括碳源层(61)、触媒层(62)和晶种层(63)，所述碳源层(61)的内侧设置有触媒层(62)，所述触媒层...

【专利技术属性】
技术研发人员：解亚军，
申请(专利权)人：天津远东恒嘉新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：