The invention relates to a double carbon source for diamond synthesis preparation device and preparation method, wherein the preparation device comprises a pressure medium cube, heating pipe and synthetic graphite chamber, the synthesis of MgO crystal bed chamber is arranged at intervals containing seed grooves, wherein the MgO crystal is arranged on the bed some blind. The preparation method comprises in the blind hole filling diamond powder as a second carbon source and graphite carbon source a synthetic diamond. The invention adopts double diamond powder graphite carbon source, the growth of many man-made diamond at high temperature and high pressure temperature gradient method, significantly improve the initial 48 hours of diamond crystal growth rate, the average growth rate of 10mg/hr crystal; crystal purity can reach VVS level.
【技术实现步骤摘要】
一种双碳源合成人造金刚石制备装置及制备方法
本专利技术涉及粉体制备领域,特别涉及一种人造金刚石制造
技术介绍
在采用两面顶、六面顶、无压机分球式超高压装置(BARS)等高温-高压设备合成宝石级人造金刚石单晶时,均采用所谓的温度-梯度法。如图1所示,采用温度-梯度法合成人造金刚石的装置通常包括石墨加热管1,MgO盖子2,碳源(石墨)3,MgO管4,金属催化剂5,晶种6,MgO晶床7,传压介质立方体8,在生长宝石级人造金刚石单晶时,高压合成设备压砧同步、均匀挤压传压介质立方8外表面,传压介质将所受压力传递至传压介质立方体中心,并达到~5.5GPa合成压强(大气压强);传压介质立方体8内的石墨加热管1通过导电回路与外部低压电流加热电源连通,在数百-数千安培电流驱动下发热,使金属催化剂5完全融化,并在晶种上表面附近达到约1450℃的单晶生长温度。通过传压介质立方体8及其内部零件热导率、结构、形状、尺寸的特殊设计,在传压介质立方体内金刚石单晶生长区域形成符合下述技术条件的温度梯度:1.在金属催化剂5熔体与碳源(通常为石墨)3界面附近,达到允许的最高的温度Tmax,使催化剂熔体上端面具有最高的SP2碳原子浓度Cmax。2.MgO晶床的径向温度梯度尽可能小,使布放在晶床表面不同位置的晶种尽可能实现在同等控制条件下均匀生长。3.形成从金属催化剂5上端面到晶种上端面温度逐渐降低的梯度温度场,在晶种上端面附近温度为Tmin,催化剂熔体中石墨溶解度为Cmin。数十年国内外研究、工业界经验总结,催化剂上端面至晶种上端面的单位长度温度梯度dT/l最佳值范围为5℃/mm–2 ...
【技术保护点】
一种双碳源合成人造金刚石制备装置,其特征在于,所述制备装置包括传压介质立方体、石墨加热管和合成腔室,所述石墨加热管位于传压介质立方体内孔内壁,所述合成腔室由位于下部的MgO晶床、沿MgO晶床周边设置的MgO管子和上面的MgO盖子围合成密闭空间;所述合成腔室的MgO管子外壁与石墨加热管内壁紧密贴合;所述MgO盖子与MgO晶床之间具有容置碳源和金属催化剂的空间;所述MgO晶床上具有间隔设置的容置晶种凹槽,所述MgO晶床上还设有若干盲孔。
【技术特征摘要】
1.一种双碳源合成人造金刚石制备装置,其特征在于,所述制备装置包括传压介质立方体、石墨加热管和合成腔室,所述石墨加热管位于传压介质立方体内孔内壁,所述合成腔室由位于下部的MgO晶床、沿MgO晶床周边设置的MgO管子和上面的MgO盖子围合成密闭空间;所述合成腔室的MgO管子外壁与石墨加热管内壁紧密贴合;所述MgO盖子与MgO晶床之间具有容置碳源和金属催化剂的空间;所述MgO晶床上具有间隔设置的容置晶种凹槽,所述MgO晶床上还设有若干盲孔。2.如权利要求1所述的制备装置,其特征在于,所述盲孔设置在两个容置晶种凹槽中心的连线的中部,盲孔的数量与容置晶种凹槽的数量为1:1。3.如权利要求1或2所述的制备装置,其...
【专利技术属性】
技术研发人员:曹大呼,龙政鑫,李培培,
申请(专利权)人:江苏西玉钻石科技有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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