本发明专利技术公开了在MPCVD法生长金刚石过程中循环利用头发气化碳源的技术，所述该在MPCVD法生长金刚石过程中循环利用头发气化碳源的技术所述该在MPCVD法生长金刚石过程中循环利用头发气化碳源的技术包含以下生产步骤：步骤一：头发原料处理，步骤二：头发气化制备碳源，步骤三：制备金刚石。该在MPCVD法生长金刚石过程中循环利用头发气化碳源的技术，较传使用高纯度甲烷气体作为碳源的生产方法，不仅价格大幅降低，而且由于头发原料便于采集且数量巨大，不需要使用专业设备运输和存储，使用时不具有危险性，也不需要遵守严格的使用规范，简化了生产步骤，降低了生产成本。降低了生产成本。
【技术实现步骤摘要】
在MPCVD法生长金刚石过程中循环利用头发气化碳源的技术
[0001]本专利技术涉及MPCVD法生长金刚石
，具体为在MPCVD法生长金刚石过程中循环利用头发气化碳源的技术。
技术介绍
[0002]MPCVD即Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition的单词缩写，中文意思为微波等离子体化学气相沉积，是目前国内外制备单晶金刚石应用最广泛的方法，能够制备大面积、高质量的金刚石，制得的金刚石被用作导弹头罩和光学红外窗口等，在半导体、5G通讯和军工等领域有广泛应用。
[0003]传统MPCVD法生长金刚石时使用的碳源一般为高纯度甲烷气体，需要报备采购，不仅价格昂贵，而且运输和存储的成本高，还需要遵守严格的使用规范，使用时存在一定的安全隐患。
[0004]所以需要针对上述问题设计在MPCVD法生长金刚石过程中循环利用头发气化碳源的技术。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供在MPCVD法生长金刚石过程中循环利用头发气化碳源的技术，以解决上述
技术介绍
中提出传统MPCVD法生长金刚石时使用的碳源一般为高纯度甲烷气体，需要报备采购，不仅价格昂贵，而且运输和存储的成本高，还需要遵守严格的使用规范，使用时存在一定的安全隐患。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：在MPCVD法生长金刚石过程中循环利用头发气化碳源的技术，所述该在MPCVD法生长金刚石过程中循环利用头发气化碳源的技术包含以下生产步骤：
[0007]步骤一：头发原料处理
[0008]取头发原料适量，将头发原料使用去离子水洗净烘干，并依次使用乙醇和丙酮溶液浸泡足够长时间，取出晾干后，将头发原料捆扎成小束若干，置于负压存储装置内备用。
[0009]步骤二：头发气化制备碳源
[0010]1)将若干小束头发以3
‑
5mm间隔，置于MPCVD炉内的下基片台上；
[0011]2)先向MPCVD炉内充入氮气，将空气排出，至MPCVD炉内充满氮气，关闭排出阀和充气阀，通过MPCVD炉内置的抽真空机构，将MPCVD炉内氮气抽出，随后控制抽真空机构停止工作，通过充气阀向MPCVD炉内充入氢气，待MPCVD炉内气压恢复至正常大气压后，启动微波发生装置，通过电子回旋共振放电，在MPCVD炉内生成氢等离子体，启动化学气相沉积机构，利用磁场控制高能氢等离子体轰击置于下基片台上的头发束，令头发汽化，得到混合气体碳源；
[0012]3)使用负压存储设备将MPCVD炉内的混合气体碳源抽出并除杂提纯备用。
[0013]步骤三：制备金刚石
[0014]1)选取合适大小的天然单晶金刚石作为衬底，置于另一MPCVD炉内的下基片台上，关闭MPCVD炉，对MPCVD炉内进行抽真空，随后将存储有气体碳源的负压存储设备与MPCVD炉连接，气体碳源充入MPCVD炉内，启动化学气相沉积机构，令气体碳源中的碳原子在磁场的约束下，在天然单晶金刚石衬底上正常生长；
[0015]2)透过观察窗观察金刚石衬底上的人造金刚石生长足够体积后，控制MPCVD炉停止工作，取出天然单晶金刚石衬底及在其上生长的人造金刚石，将天然单晶金刚石衬底与人造金刚石切割分离，得到人造金刚石产品。
[0016]优选的，所述步骤一中
[0017]头发原料在乙醇和丙酮溶液浸泡的时间≥5min；
[0018]头发原料捆扎成的小束的直径为1.5
‑
2.5mm。
[0019]优选的，所述步骤二中
[0020]氮气抽出后MPCVD炉内气压需≤0.1
×
10
‑3MPa；
[0021]MPCVD炉内工作温度≥1200℃。
[0022]优选的，所述步骤三中
[0023]金刚石衬底上的人造金刚石生长足够体积后，停止磁场约束，启动抽真空设备，将MPCVD炉内剩余的气体碳源抽出，存储在负压存储设备中，在下次到人造金刚石生产过程中循环使用，接着打开气阀，令空气进入MPCVD炉，至MPCVD炉内其他恢复至正常大气压。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该在MPCVD法生长金刚石过程中循环利用头发气化碳源的技术，较传使用高纯度甲烷气体作为碳源的生产方法，不仅价格大幅降低，而且由于头发原料便于采集且数量巨大，不需要使用专业设备运输和存储，使用时不具有危险性，也不需要遵守严格的使用规范，简化了生产步骤，降低了生产成本。
具体实施方式
[0025]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]本专利技术提供一种技术方案：
[0027]在MPCVD法生长金刚石过程中循环利用头发气化碳源的技术，该在MPCVD法生长金刚石过程中循环利用头发气化碳源的技术包含以下生产步骤：
[0028]步骤一：头发原料处理
[0029]取头发原料适量，将头发原料使用去离子水洗净烘干，并依次使用乙醇和丙酮溶液浸泡，浸泡的时间≥5min，取出晾干后，将头发原料捆扎成小束若干，头发原料捆扎成的小束的直径为1.5
‑
2.5mm，置于负压存储装置内备用。
[0030]步骤二：头发气化制备碳源
[0031]1)将若干小束头发以3
‑
5mm间隔，置于MPCVD炉内的下基片台上；
[0032]2)先向MPCVD炉内充入氮气，将空气排出，至MPCVD炉内充满氮气，关闭排出阀和充气阀，通过MPCVD炉内置的抽真空机构，将MPCVD炉内氮气抽出，氮气抽出后MPCVD炉内气压≤0.1
×
10
‑3MPa，随后控制抽真空机构停止工作，通过充气阀向MPCVD炉内充入氢气，待
MPCVD炉内气压恢复至正常大气压后，启动微波发生装置，通过电子回旋共振放电，此时MPCVD炉内工作温度≥1200℃，在MPCVD炉内生成氢等离子体，启动化学气相沉积机构，利用磁场控制高能氢等离子体轰击置于下基片台上的头发束，令头发汽化，得到混合气体碳源；
[0033]3)使用负压存储设备将MPCVD炉内的混合气体碳源抽出并除杂提纯备用。
[0034]步骤三：制备金刚石
[0035]1)选取合适大小的天然单晶金刚石作为衬底，置于另一MPCVD炉内的下基片台上，关闭MPCVD炉，对MPCVD炉内进行抽真空，随后将存储有气体碳源的负压存储设备与MPCVD炉连接，气体碳源充入MPCVD炉内，启动化学气相沉积机构，令气体碳源中的碳原子在磁场的约束下，在天然单晶金刚石衬底上正常生长；
[0036]2)透过观察窗观察金刚石衬底上的人造金刚石生长足够体积后，控制MPCVD炉停止工作，启动抽真空设备，将MPCVD炉内剩余的气体碳源抽出，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.在MPCVD法生长金刚石过程中循环利用头发气化碳源的技术，其特征在于：所述该在MPCVD法生长金刚石过程中循环利用头发气化碳源的技术包含以下生产步骤：步骤一：头发原料处理取头发原料适量，将头发原料使用去离子水洗净烘干，并依次使用乙醇和丙酮溶液浸泡足够长时间，取出晾干后，将头发原料捆扎成小束若干，置于负压存储装置内备用。步骤二：头发气化制备碳源1)将若干小束头发以3
‑
5mm间隔，置于MPCVD炉内的下基片台上；2)先向MPCVD炉内充入氮气，将空气排出，至MPCVD炉内充满氮气，关闭排出阀和充气阀，通过MPCVD炉内置的抽真空机构，将MPCVD炉内氮气抽出，随后控制抽真空机构停止工作，通过充气阀向MPCVD炉内充入氢气，待MPCVD炉内气压恢复至正常大气压后，启动微波发生装置，通过电子回旋共振放电，在MPCVD炉内生成氢等离子体，启动化学气相沉积机构，利用磁场控制高能氢等离子体轰击置于下基片台上的头发束，令头发汽化，得到混合气体碳源；3)使用负压存储设备将MPCVD炉内的混合气体碳源抽出并除杂提纯备用。步骤三：制备金刚石1)选取合适大小的天然单晶金刚石作为衬底，置于另一MPCVD炉内的下基片台上，关闭MPCVD炉，对MPCVD炉内进行抽真空，随后将存储有气体碳源的负压存储设备与MPCVD炉连接，气体碳源...
【专利技术属性】
技术研发人员：张延伸，
申请(专利权)人：生命珍宝有限公司，
类型：发明
国别省市：
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