一种人工合成单晶金刚石调色改性加工设备制造技术

本发明专利技术提供一种人工合成单晶金刚石调色改性加工设备，涉及金刚石调色改性加工技术领域。该人工合成单晶金刚石调色改性加工设备，包括加压装置，所述加压装置位于防护外壳内部，所述加压装置自带加热装置，所述加压装置与加热装置为待调色金刚石提供高温高压环境，所述防护外壳内部还设置有辐照装置，所述辐照装置用于对金刚石进行辐照处理，所述防护外壳用于阻隔其内部热量与辐射的散出，且具备密封作用。通过辐照装置产生的辐照源对金刚石作用，使金刚石内部产生稳定的色心，进而达到调色的目的，同时通过高温高压对金刚石进行作用，使金刚石内部色心转型，进一步实现了对金刚石多次调色的目的，进而实现了金刚石调色种类的多样性。类的多样性。类的多样性。

【技术实现步骤摘要】
一种人工合成单晶金刚石调色改性加工设备


[0001]本专利技术涉及金刚石调色改性加工
，具体为一种人工合成单晶金刚石调色改性加工设备。

技术介绍

[0002]颜色是宝石级金刚石的重要特性，颜色的瑰丽、消费者的热捧急剧加速了彩色金刚石的市场需求，对于一定重量、洁净度及切工的金刚石来说，颜色可在很大程度上影响其价格。
[0003]人工合成金刚石主要有化学气相沉积(CVD)法和高温高压(HTHP)法两种。为提升生产效率，CVD法生产金刚石的过程中一般会添加适量氮元素，所以产品常见为浅褐色、浅灰褐色。高温高压法生产的金刚石常见为浅黄、金黄和暗黄色。这无疑导致人工合成的金刚石的美观度较低，进而使实际产品的价格偏低，不利于金刚石人工合成这一行业的健康发展。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种人工合成单晶金刚石调色改性加工设备，解决了人工合成的金刚石存在颜色缺陷的问题，通过对金刚石进行辐照调整其颜色、亮度，再通过高温高压对金刚石进行进一步的调色，进而实现了对人工合成的金刚石颜色进行改进优化的目的。
[0005]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种人工合成单晶金刚石调色改性加工设备，包括加压装置，所述加压装置位于防护外壳内部，所述加压装置自带加热装置，所述加压装置与加热装置为待调色金刚石提供高温高压环境，所述防护外壳内部还设置有辐照装置，所述辐照装置用于对金刚石进行辐照处理，所述防护外壳用于阻隔其内部热量与辐射的散出，且具备密封作用。
[0006]优选的，所述辐照装置为电子加速器或小型中子加速器，所述辐照装置的布设采用单辐照源或多辐照源相结合的方式。
[0007]优选的，所述辐照源为快中子或高能电子。
[0008]优选的，所述加热装置的发热体采用铬酸镧发热体或金属铼发热体。
[0009]优选的，所述加压装置采用六面顶压机或球分割高压装置。
[0010]优选的，所述防护外壳外壁还设置有抽气口，所述抽气口与抽真空装置的抽气管连通且密封。
[0011]优选的，所述抽气口与抽真空装置的抽气管之间还设置有密封阀。
[0012]优选的，所述密封阀与抽真空装置的抽气管外壁均设置有防辐射层。
[0013]优选的，所述加热装置外置有温度调节器，所述温度调节器用于控制加热装置的加热温度。
[0014]进一步，本专利技术提供了一种人工合成单晶金刚石调色改性加工方法，即先对待调
色金刚石进行辐照处理，再根据辐照结果选择进一步的高温高压热处理。
[0015]具体包括以下步骤：步骤一、将装有待改色金刚石的加工室置于加压装置的顶锤上，关闭防护外壳的防护门，并利用温度调节器控制加热装置进行加热，将温度区间控制在500
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1000℃的范围，具体温度需根据金刚石的品质确定，比如黑色过多的金刚石，需要温度调节至1000℃；步骤二、开启辐照装置，对金刚石进行辐照处理，使金刚石内部产生稳定的色心，进而实现金刚石的调色，若颜色达到要求，即可取出调色后的金刚石；步骤三、若颜色未达到要求，则启动加压装置对金刚石进行加压处理，使其处于极高的压力状态，再利用温度调节器控制加热装置进行加热，将温度区间控制在1800
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2100℃的范围，此时，金刚石内部因辐照产生的色心被破坏，电子释放后被另一种缺陷中心捕获形成新的色心，进而实现色心转型；步骤四、可对金刚石进行高温高压处理，实现色心多次转换，直至金刚石的颜色达到要求。
[0016]工作原理：通过辐照装置产生的辐照源对金刚石作用，提供激活电子和格位离子或原子发生位移的能量，从而形成辐照损伤色心，进而达到调色的目的；对金刚石进行高温高压处理，使金刚石内部因辐照产生的色心被破坏，电子释放后被另一种缺陷中心捕获形成新的色心，进而实现色心转型，且这一步骤可多次重复进行，进而实现了对金刚石多次调色的目的。
[0017]本专利技术提供了一种人工合成单晶金刚石调色改性加工设备。具备以下有益效果：1.本专利技术通过辐照装置产生的辐照源对金刚石作用，使金刚石内部产生稳定的色心，进而达到调色的目的，同时通过高温高压对金刚石进行作用，使金刚石内部色心转型，进一步实现了对金刚石多次调色的目的，进而实现了金刚石调色种类的多样性，同时整个调色均采用物理方式进行，避免了其它物质混入金刚石内部，进而保证了金刚石本身的纯净、无害，同时保证了调色后颜色的稳定持久。
[0018]2.本专利技术通过利用小型中子加速器使快中子对金刚石作用，大幅度减少了辐照时间，同时避免了放射性的残留，且大幅度降低了设备的成本，同时多辐照源相结合的方式，对样品进行辐照，可使调色后的颜色更深、更明亮，不但可缩短辐照周期，还可压缩热处理的保温时间，进一步提升了金刚石调色的效率。
[0019]3.本专利技术通过使用加压装置及其自带的加热装置，并配合抽真空装置，使防护外壳内部形成适宜金刚石生成的环境，进而使设备不仅可以用于金刚石的调色改性，还可以用于金刚石的人工合成，达到了一机多用的效果。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的正视立体图；图2为本专利技术的内部立体示意图；图3为本专利技术中加压装置的顶锤内部加热装置示意图；图4为本专利技术的正视局部剖面图；图5为图4中A处放大图；图6为本专利技术的调色流程示意图。
[0021]其中，1、防护外壳；2、加压装置；3、加热装置；4、辐照装置；5、抽气口；6、抽真空装置；7、密封阀；8、温度调节器。
实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，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。
实施例一：
[0023]请参阅附图1
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附图5，本专利技术实施例提供一种人工合成单晶金刚石调色改性加工设备，包括加压装置2，加压装置2位于防护外壳1内部，加压装置2自带加热装置3，加压装置2与加热装置3为待调色金刚石提供高温高压环境，防护外壳1内部还设置有辐照装置4，辐照装置4用于对金刚石进行辐照处理，防护外壳1用于阻隔其内部热量与辐射的散出，且具备密封作用。
[0024]辐照的本质是提供激活电子和格位离子或原子发生位移的能量，从而形成辐照损伤色心；其过程实际上是利用辐照源的高能粒子或射线辐照晶体，通过粒子或射线与晶体中的离子、原子或电子相互作用的过程。这种作用有以下三种形式：逐出物质原子结构中的电子，形成电子空穴对；逐出物质的晶格原子，形成穴位间隙原子；能量粒子进入原子核。辐照损伤一般能产生电荷缺陷色心和离子缺陷色心两大类。晶体中的电荷缺陷色心是指晶格点阵上的离子或原子仅在带电的性质上发生变化而形成的色心，而该晶格位置上的离子或原子既不增加也不减少。一般来说，各种辐照源与晶体的相互作用，首先是晶体从辐照场中吸收了能量，使晶体中的一些离子或原子在电子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种人工合成单晶金刚石调色改性加工设备，包括加压装置（2），其特征在于，所述加压装置（2）位于防护外壳（1）内部，所述加压装置（2）自带加热装置（3），所述加压装置（2）与加热装置（3）为待调色金刚石提供高温高压环境，所述防护外壳（1）内部还设置有辐照装置（4），所述辐照装置（4）用于对金刚石进行辐照处理，所述防护外壳（1）用于阻隔其内部热量与辐射的散出，且具备密封作用。2.根据权利要求1所述的一种人工合成单晶金刚石调色改性加工设备，其特征在于，所述辐照装置（4）为电子加速器或小型中子加速器，所述辐照装置（4）的布设采用单辐照源或多辐照源相结合的方式。3.根据权利要求2所述的一种人工合成单晶金刚石调色改性加工设备，其特征在于，所述辐照源为快中子或高能电子。4.根据权利要求1所述的一种人工合成单晶金刚石调色改性加工设备，其特征在于，所述加热装置（3）的发热体采用铬酸镧发热体或金属铼发热体。5.根据权利要求1所述的一种人工合成单晶金刚石调色改性加工设备，其特征在于，所述加压装置（2）采用六面顶压机或...

【专利技术属性】
技术研发人员：林晓棋，游志恒，
申请(专利权)人：佛山曜世新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：