一种3-5克拉培育钻石合成的方法技术

一种3

【技术实现步骤摘要】
一种3
‑
5克拉培育钻石合成的方法


[0001]本专利技术涉及一种培育钻石合成的方法，特别涉及3
‑
5克拉培育钻石合成的方法。

技术介绍

[0002]宝石级培育钻石单晶的培育技术一般采用1971年美国GE公司开发的高温高压下温度梯度法。其原理是，在高温高压条件下，石墨转化为培育钻石并溶于触媒中，在一定温度梯度驱动下，培育钻石由高温处的高浓度区向低温处的低浓度区扩散，并在低温晶种处过饱和而结晶析出、生长。
[0003]宝石级培育钻石单晶的合成分为三个阶段：合成初期，为加压、升温过程，一般是在10
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60分钟内利用高压油泵将压力升至培育钻石的合成压力，利用恒功率加热到培育钻石的合成温度，目的是让合成块形成高压高温环境；合成中期，为保压、保温过程，根据生产需求可在10至上百小时，该过程是宝石级培育钻石单晶生长的主要过程；合成末期，单晶停止生长，为降压、降温过程，一般采用的是直接停止施加功率、缓慢降压的工艺。
[0004]由于合成末期单晶已停止生长，在实际生产中易忽视末期工艺对单晶的影响，若工艺不合适易功亏一篑。要实现优质宝石级培育钻石商业化生产，现行的合成工艺还存在以下问题：1、在末期快速降温工艺下,合成腔内温度下降非常迅速，晶体内应力释放不完全，生产出来的晶体出现裂晶的几率增加，渣料增多，影响产品质量，降低了后期加工的成材率；2、合成末期，温度完全停止后再开始卸压，导致合成块整体温度下降速度过快，密封介质(叶腊石)弹性恢复能力减弱，密封性减弱，此时高压卸压时容易出现放炮现象，生产成本增加。因此，有必要研究并开发出一种大颗粒的宝石级培育钻石生产工艺，实现优质宝石级培育钻石商业化生产。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种培育钻石合成的方法，可以实现大颗粒培育钻石合成，同时减少渣料率达到80％以上，极大降低了培育钻石的合成成本。
[0006]实现专利技术目的技术方案是，一种3
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5克拉培育钻石合成的方法包括加压、升温过程、合成过程、带热泄压过程；
[0007]所述的加压、升温过程，经7
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10min加压至设定压力后保压；保压开始后加热开始，经4
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5min升至设定功率进行保温；
[0008]所述的合成过程，进行保温、保压；
[0009]所述的带热泄压过程，经过合成过程后，经过合成过程后，降温与泄压同步；
[0010]经过以上步骤完成培育钻石的合成。
[0011]进一步讲，所述的泄压过程为带热泄压过程经过四次连续降压；
[0012]第一次降压，在65
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74分钟内由保温、保压正常工作功率100％将工作功率降至正常工作功率60％
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70％、并使工作压力降至正常压力的60％
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70％；
[0013]第二次降压，在30
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42分钟内均匀将工作功率降降至正常工作功率的20％
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30％、
并使工作压力降至正常压力的20％
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30％；
[0014]第三次降压，在9
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13分钟内将工作功率降至98w
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102w、并使工作压力降至20MPa；第四次降压，在1分钟以内将工作功率降至0并卸压至0。
[0015]进一步讲，在所述带热泄压过程，第一次降压中，前30分钟工作功率由保温、保压正常工作功率100％降至正常工作功率90％
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91％。
[0016]进一步讲，在所述带热泄压过程，第四次降压中，在30秒内将工作功率降至0并卸压至0。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0018](1)品质高：采用本专利技术提供的合成工艺，合成结束后的带热泄压过程，可以很大程度上抑制裂晶问题的出现，合成出大粒径无包裹体的优质培育钻石单晶，渣料少，在后期加工成类同天然钻戒等商品时成材率高，减少浪费；
[0019](2)操作简单，易于推广：只需要对工艺参数进行适当修改，由程序自动运行，特别适用于高温高压温度梯度法商业化生产宝石级培育钻石的批量生产；
[0020](3)生产过程安全性提高：本专利技术降低了泄压放炮的风险，安全性高。
具体实施方式
[0021]方法1：一种3
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5克拉培育钻石合成的方法包括加压、升温过程、合成过程、带热泄压过程；
[0022]所述的加压、升温过程，经7
‑
10min加压至设定压力后保压；保压开始后加热开始，经4
‑
5min升至设定功率进行保温；
[0023]所述的合成过程，进行保温、保压；
[0024]所述的带热泄压过程，经过合成过程后，降温与泄压同步，所述的泄压过程经过四次连续降压，第一次降压，在71分钟内由保温、保压正常工作功率100％将工作功率降至正常工作功率65％
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70％、并使工作压力降至正常压力的65％
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70％，第二次降压，在38分钟内均匀将工作功率降降至正常工作功率的23％
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30％、并使工作压力降至正常压力的23％
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30％，第三次降压，在9分钟内将工作功率降至98w
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102w、并使工作压力降至20MPa，第四次降压，在1分钟以内将工作功率降至0并卸压至0。
[0025]经过以上步骤完成培育钻石的合成。
[0026]方法2：一种3
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5克拉培育钻石合成的方法包括加压、升温过程、合成过程、带热泄压过程；
[0027]所述的加压、升温过程，经7
‑
10min加压至设定压力后保压；保压开始后加热开始，经4
‑
5min升至设定功率进行保温；
[0028]所述的合成过程，进行保温、保压；
[0029]所述的带热泄压过程，经过合成过程后，降温与泄压同步，所述的泄压过程经过四次连续降压，第一次降压，在70分钟内由保温、保压正常工作功率100％将工作功率降至正常工作功率60％
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70％、并使工作压力降至正常压力的60％
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70％，且前30分钟内工作功率由保温、保压正常工作功率100％降至正常工作功率90％
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91％，第二次降压，在35分钟均匀将工作功率降降至正常工作功率的25％
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30％、并使工作压力降至正常压力的25％
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30％，第三次降压，在10分钟内将工作功率降至98w
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102w、并使工作压力降至20MPa，第四次降压，
在1分钟以内将工作功率降至0并卸压至0。
[0030]经过以上步骤完成培育钻石的合成。
[0031]方法3：一种3
‑
5克拉培育钻石合成的方法包括加压、升温过程、合成过程、带热泄压过程；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3
‑
5克拉培育钻石合成的方法，其特征是：所述的合成方法包括加压、升温过程、合成过程、带热泄压过程；所述的加压、升温过程，经7
‑
10min加压至设定压力后保压;保压开始后加热开始，经4
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5min升至设定功率进行保温；所述的合成过程，进行保温、保压；所述的泄压过程，经过合成过程后，降温与泄压同步；经过以上步骤完成培育钻石的合成。2.根据权利要求1所述的一种3
‑
5克拉培育钻石合成的方法，其特征是：所述的带热泄压过程经过四次连续降压;第一次降压，在65
‑
74分钟内由保温、保压正常工作功率100%将工作功率降至正常工作功率60%
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70%、并使工作压力降至正常压力的60%
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70%;第二次降压，在30

【专利技术属性】
技术研发人员：李仁德，范祖华，梅春枝，王红军，杨烨，侍立新，周念，李佩，白石，
申请(专利权)人：中晶钻石有限公司，
类型：发明
国别省市：