天津鉆石生長(cháng)設備制造,天津鉆石生長(cháng)設備制造有限公司
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鉆石怎么合成?
傳統的合成方法,稱(chēng)為高溫高壓 (HPHT) 法,涉及利用鐵 (Fe)、鎳 (Ni) 或鈷 (Co) 等熔融的金屬合金形成鉆石。較新的方法,稱(chēng)為化學(xué)蒸氣沉淀法 (CVD) 或低壓高溫 (LPHT) 法,涉及從真空室內的氣體形成鉆石。在兩種方法中,都是使用鉆石晶體或板塊被用作晶種,以開(kāi)始合成。
高溫高壓合成鉆石
高溫高壓 (HPHT) 鉆石生長(cháng)發(fā)生在裝置內的一個(gè)小艙室里,該裝置能夠產(chǎn)生非常高的壓力。 在艙室內,鉆石粉末原料溶解在熔融的金屬助熔劑中,然后在晶種上結晶,以形成合成鉆石晶體。 結晶過(guò)程需要數周至一個(gè)月或更長(cháng)時(shí)間,以形成一個(gè)或幾個(gè)晶體。
鉆石怎么合成?
人工合成鉆石的技術(shù),主要就是模仿天然鉆石生長(cháng)時(shí)的環(huán)境來(lái)培養鉆石。合成鉆石就晶體形成之生長(cháng)方式而言,大致可分為三種方式:一就是高溫高壓法,二是震波法,三是化學(xué)氣相沉淀法。
一、高溫高壓法:這種方法用的材料有煤、焦炭、石墨、石蠟、糖等;有份報告曾列舉二十幾種合成成功的材料。應用的催化劑可用鐵、鈷、鎳、銠、釕、鈀、鋨、銥、鉻、鉭、鎂,或這些金屬元素的混合物。要求至少要達75,000atm(大氣壓),最好在80,000atm至110,000atm的高壓狀態(tài),形成溫度則要在1200℃??2000℃之間,最好是在1400℃??1800℃之間。反應艙的中部為高溫區,碳源置放在該區,晶種放在反應艙下部的低溫區。以石墨為碳源,晶種固定在氯化鈉(食鹽)晶床內,晶種某特殊晶面對著(zhù)金屬催化劑,在晶種和碳源之間放置直徑6mm,厚3mm,金屬催化劑圓柱,此金屬催化劑是鐵鎳合金。組合后,置入單向加壓,四塊斜滑面式立體超高壓高溫裝置中,再放入1000頓的油壓機內,反應腔溫度約1450℃,壓力控制在6GPa左右,生長(cháng)時(shí)間22~52小時(shí)。
二、震波法:主要是利用爆炸時(shí)所產(chǎn)生的瞬間高溫高壓條件來(lái)合成鉆石,所合成的鉆石顆粒都很小(通稱(chēng)鉆石粉),只適合在工業(yè)上應用。
人工培育鉆石主要用途?
主要用于珠寶加工以及工業(yè)生產(chǎn)使用
培育鉆石,合成鉆石(Synthetic diamond)的商貿名稱(chēng),又稱(chēng)生長(cháng)鉆石(Laboratory Grown diamond)。指在實(shí)驗室或工廠(chǎng)里通過(guò)一定的技術(shù)與工藝流程制造出來(lái)的與天然鉆石的外觀(guān)、化學(xué)成分和晶體結構完全相同的晶體。[3]由NGTC主導的合成鉆石國家標準正在制定。[1]
培育鉆石應用一:半導體及電子器件
高電子和空穴遷移率、高擊穿電壓、高熱導率,在摻雜后可半導體化,這一切都昭示著(zhù)培育鉆石半導體有著(zhù)非常光明的前景,可應用于集成電路芯片、超高頻大功率電子器件、生物傳感器、航空航天及其他極端環(huán)境電子元器件等場(chǎng)景。
培育鉆石應用二:培育鉆石探測器
優(yōu)異的抗輻射性能、光學(xué)性質(zhì)、以及熱學(xué)性質(zhì),讓培育鉆石成為探測器的優(yōu)選材料。培育鉆石探測器不懼極端惡劣輻射環(huán)境,環(huán)境雜光對金剛石探測器的影響極小,無(wú)需加濾光片,而且可以在室溫,甚至較高的溫度下正常工作,無(wú)需像硅探測器那樣外加冷卻系統。
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