[发明专利]一种合成半导体金刚石单晶的催化剂生产方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域，特别是指一种合成半导体金刚石单晶的催化剂生产方法。

背景技术

含硼金刚石属于IIb型金刚石，具有良好的导热性、高温抗氧化性和优异的P型半导体性能，可用于制作在高温、高压、恶劣腐蚀、超大功率和强磁场等工作的半导体器件，如：半导体二极管、三极管等等。现使用的含硼金刚石均采用镍基催化剂，因此存在原材料成本高、制造工艺复杂、金刚石的杂质含量较高等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种原材料来源广、工艺简单、成品率高、材料与制造成本低廉；合成的含硼金刚石单晶品质高的催化剂。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种合成半导体金刚石单晶的催化剂的生产方法，包括以下步骤：

1)按各材料的组成比例选料，其组成按重量百分比为，20-25％的镍7-10％的石墨、1.2-1.5％的锰、0.3-0.5％的铜、硼铁合金0.5-0.8％、碳化硼0.5-1.2％，余量为铁；所述硼铁合金与碳化硼的重量比为2∶3；并分别进行球磨粉碎成200-300目粉末；

2)用氢气保护在380℃处理8小时后进行二次球磨成低于150目的粉末；

3)按比例混料后在300-450Mpa下轧制成0.1-0.5mm的片状结构；

4)把粉末轧制的薄带在烧结炉中通入保护气氛加热，进行850～1000℃的低温烧结，保温时间不少于4小时后在保护气氛下进行二次轧制，压制压力为500-650Mpa；

5)去除片状催化剂的表面，除去污染物和氧化膜；

6)真空包装。

所述硼铁合金为高硼硼铁合金，其中，硼的重量百分比不低于30％。

所述的保护气氛可以采用氮气或氩气。

本发明的有益效果是：

与常规使用的镍基催化剂相比，原材料和制造成本大幅度下降。

具体实施方式

在本发明的各实施例中，其生产方法相同，有区别的是催化剂材料组成。

一种合成半导体金刚石单晶的催化剂，其组成按重量百分比为，20-25％的镍7-10％的石墨、1.2-1.5％的锰、0.3-0.5％的铜、硼铁合金0.5-0.8％、碳化硼0.5-1.2％，余量为铁；所述硼铁合金与碳化硼的重量比为2∶3。

所述硼铁合金为高硼硼铁合金，其中，硼的重量百分比不低于30％。

一种合成半导体金刚石单晶的催化剂的生产方法，包括以下步骤：

1)按各材料的组成比例选料，并分别进行球磨粉碎成200-300目粉末；

2)用氢气保护在380℃处理8小时后进行二次球磨成低于150目的粉末；

3)按比例混料后在300-450Mpa下轧制成0.1-0.5mm的片状结构；

4)把粉末轧制的薄带在烧结炉中通入氮气或氩气保护气氛加热，进行850～1000℃的低温烧结，保温时间不少于4小时后在保护气氛下进行二次轧制，压制压力为500-650Mpa；

5)去除片状催化剂的表面，除去污染物和氧化膜；

6)真空包装。