[实用新型]合成0.5～1mm金刚石单晶的新方案

说明书

本实用新型属晶体生产制造领域。

本实用新型的背景技术：美国G·E公司和南非D·B公司从事生产0.5～1mm的金刚石单晶，采用的是籽晶(晶种)结构，但其生产技术内容处于保密状态，产品可在市场供给。

本实用新型的设计目的：在结构上让其有更多的生产中心，生产出粗粒度主要峰值在0.5～1mm(18/20～30/35，即1000/500的单晶金刚石)。

本实用新型的设计方案：该类金刚石的晶体结晶应是在一稳定的温度场、压力场范围内，由于晶体生产的环境稳定，所以晶体应是以立方体——八面体聚形为主的结晶习性；同时石墨碳结构转化为金刚石的结构应是稍慢的，所以晶体内应是少或无杂质(包裹体)；与此同时，金刚石晶体强度要高，透明度要好，充分显示出一种优质金刚石的特色。为了达到实用阶段，自然要合成棒的产出回报率高于目前一般厂家的水平，0.5～1mm单晶应占50％以上，单棒合成量应在3克拉左右，顶锤消耗不增加。其结构方案：用于合成0.5～1mm金刚石单晶的结构方案，它包括叶蜡石块(1)、叶蜡石圈(2)、堵头(3)、顶锤(4)，厚度为0.4mm的触媒片横向装在叶蜡石方块的腔体内，其触媒片间由厚度为2～5mm石墨片间隔。堵头砸制钢板的厚度为2～5mm，合成时间为20′～60′，合成的压力允差≤0.1MPa。

本实用新型的优点：一是用于生产0.5～1mm的金刚石单晶时，本结构具有易捕捉最佳优晶区；二是在同一层温度梯度较小.相邻层内有一定的温度梯度，均可同时获得粗粒高强单晶；三是粒度比较均一，以0.5～1mm为主。该粒度高强料单产较高，单产：高强的在3克拉左右。高强度可达20～30kg，30～40kg；四是金刚石呈金黄色，包裹体少或几乎无，晶形大多完整。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图。

实施例1：1、实施结构：平装在(横向)叶蜡石方块腔体内的触媒片是四层，每层的厚度0.4mm，相互间由石墨片间隔，石墨片的厚度3mm，要充分运用温度梯度、压力梯度的相互关系。合成表头压力控制在0.1MPa以下，温差控制在1％以内，生长压力最大不超过0.1～0.5MPa(0.1或0.2或0.3或0.4或0.5)，最佳在0.1MPa。2、叶蜡石焙烧工艺：采用本人提倡推广的低温常时，即250℃左右，长达36-40h(36h或38h或40h)的焙烧工艺，使合成工艺稳定。3、合成工艺：a)该结构形式，由于触媒是横装的，所以每层间温差要小但几层间各有一定的差。b)同样要正确运用好，互溶互渗、成核、生长、逆转化等过程与生长七大要素之关系。特别重要的是影响互溶互渗(间接成核)成核条件，要保证有相当量的核，多到不互相拥挤为限。c)稳定的压力和温度为条件。e)合成时间20min-—30min-—60min(20min或30min或40min或50min或60min)。4、提纯工艺：由于金刚石偏粗，以重液法为主，辅以酸碱处理。

实施例2：在实施例1的基础上，平装在叶蜡石方块腔内的小触媒片是二层，每层的厚度0.4mm，石墨片的厚度2mm，其余的同实施例1。

实施例3：在实施例1的基础上，平装在叶蜡石方块腔体内的小触媒片是六层，每层厚度0.4mm石墨片的厚度5mm，其余的同实施例1。