一种高温高压下生长大颗粒金刚石的方法技术

本发明专利技术提供了一种高温高压下生长大颗粒金刚石的方法，以晶种、触媒、碳源为原料，工艺步骤如下：(1)将晶种置于触媒中模压成型得到触媒包裹晶种的复合体，然后用碳源包裹复合体，形成金刚石生长坯体；(2)将步骤(1)得到的金刚石生长坯体与静高压设备配套的高温高压装置组合形成合成块，然后将合成块放入静高压设备中先加压至金刚石生长压力、再升温至金刚石生长温度保压保温生长；(3)保压保温结束后，先降温至室温、再降压至常压，然后将静高压设备回程并取出由剩余碳源和触媒包覆金刚石的块体，去除该块体的剩余碳源和触媒，即得到金刚石。该方法能从多个方向为金刚石生长提供碳源，提高金刚石的生长速率和金刚石大单晶的产出率。出率。出率。

【技术实现步骤摘要】
一种高温高压下生长大颗粒金刚石的方法


[0001]本专利技术属于人造金刚石
，涉及高温高压下生长大颗粒金刚石的方法。

技术介绍

[0002]金刚石具有高硬度、高导热率、低膨胀系数等物理性质，应用于机械加工、石油钻探、电子器件、国防军工、医疗器械、珠宝首饰等多个领域。人造金刚石单晶使用性能已能与天然金刚石相媲美，掺杂金刚石在某些物理性能上甚至远超过天然金刚石。
[0003]关于大颗粒人造金刚石的合成，目前普遍采用的是温度梯度法，利用触媒在高温高压下将碳源转化成为金刚石晶体。所述温度梯度法，碳源、触媒、晶种的位置关系如图1所示，且碳源与晶种之间必须具有合适的温度差
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T，这个温度差为金刚石生长提供驱动力。因此，温度梯度法存在以下问题：(1)从碳源、触媒、晶种的位置关系可以看出，在金刚石生长过程中，碳源只能通过触媒单方向进行碳原子传输，因而碳的传输效率较低，影响了金刚石的生长速率，增加了金刚石晶体的生长时间和生长成本；(2)由于碳源与晶种之间必须存在合适的温度差
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T，因而碳源、触媒、晶种的组装设计受本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温高压下生长大颗粒金刚石的方法，以晶种、触媒、碳源为原料，其特征在于工艺步骤如下：(1)将晶种置于触媒中模压成型得到触媒包裹晶种的复合体，然后用碳源包裹所述复合体，形成金刚石生长坯体，所述金刚石生长坯体的外部形状和尺寸与静高压设备配套的高温高压装置的内腔形状和尺寸匹配；(2)将步骤(1)得到的金刚石生长坯体与静高压设备配套的高温高压装置组合形成合成块，然后将所述合成块放入静高压设备中先加压至金刚石生长压力、再升温至金刚石生长温度保压保温生长；(3)保压保温结束后，先降温至室温、再降压至常压，然后将静高压设备回程并取出由剩余碳源和触媒包覆金刚石的块体，去除该块体的剩余碳源和触媒，即得到金刚石。2.根据权利要求1所述高温高压下生长大颗粒金刚石的方法，其特征在于步骤(1)中用碳源包裹复合体的实现方式为将所述复合体置于碳源中压制成金刚石生长坯体；或者将碳源压制成包裹体，所述包裹体的内腔形状和尺寸与所述复合体外部形状和尺寸匹配，包裹体的外部形状和尺寸与静高压设备配套的高温高压装置的内腔形状和尺寸匹配，将所述复合体与所述包裹体组合即形成金刚石生长坯体。3.根据权利要求1或2所述高温高压下生长大颗粒金刚石的方法，其特征在于所述晶种的数量为一颗或多颗，所述触媒的量应能完全包裹晶种并满足晶种的生长空间，所述碳源的量应能完全包裹所述复合体并满足金刚石预期生长尺寸的需要。4.根据权利要求1或2所述高温高压下生长大颗粒金刚石的方法，其特征在于步骤(2)中金刚石的生长压力P为4...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺端威，田毅，
申请(专利权)人：广东正信硬质材料技术研发有限公司，
类型：发明
国别省市：