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人造金刚石晶体生长的几种方法简述

来源:青岛华泰石墨时间:2020-04-14 10:10打印打印 字号:T|T
金刚石晶体生长的方法大致可以分为静压法、动力法、在金刚石亚稳定区中生长金刚石三类。其中静压法应用广泛,以下为简单叙述。
       金刚石晶体生长的方法大致可以分为静压法、动力法、在金刚石亚稳定区中生长金刚石三类。其中静压法应用广泛,以下为简单叙述。
       第一种静压法,分为静压触媒法、静压直接转变法,晶种培育法三种。
       静压触媒法以石墨为原料,静压触媒法生产人造金刚石的压力约为 4.5-6.5万大气压,温度约为 1200-1400度,此种方法制得的金刚石均为立方结构,此法在工业中应用最为广泛。
       静压直接转变法以石墨为坯料,无触媒,在金刚石热力学稳定区域内直接转变为金刚石。但是这种方法因为使用的压力温度太高,硬质合金顶砧损坏非常严重,故无法用于生产。
       晶种培育法不同于前两种方法,美国通用电气公司用这种方法培育出了宝石级金刚石,标志着人造金刚石晶体生长技术的先进水平。这种方法有两个重要因素,一是采用金刚石晶种,二是精确控制压腔中的温度梯度,这样可以保证石墨尽可能向晶种传递,而不致于形成其他晶体。在反应腔体中引入适当的杂质,可以使金刚石晶体的性能得到改变,这类金刚石在科学和技术上具有重大的意义。
       第二种是动力法,也称爆炸法,就是利用烈性炸药爆炸所产生的冲击波直接作用于石墨,或者由该冲击波驱动一块金属板高速撞击石墨,从而产生足够高的压力和温度,使石墨转为金刚石的一种方法。
       第三种,在金刚石亚稳定区域内生长金刚石,这种方法有多种,比如气相法,液相外延生长法,气液固相外延生长法(VLS法)和常压高温合成法等。
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