粉末触媒合成高品级金刚石的工艺研究

本文提出了金刚石合成的二阶段升温升压工艺,讨论了各工艺参数(暂停时间、台阶功率、台阶压力)对粉末触媒高温高压合成优质金刚石单晶的影响,并对实验现象进行了分析,确立了高品级金刚石的合成工艺.实验结果表明:暂停时间长短影响成核的数量,暂停时间长金刚石产量低,暂停时间短金刚石产量高,但晶形较差；随着台阶功率的增加,金刚石的成...     

二次暂停分段加压金刚石合成工艺探讨

分析了一次暂停分段加压工艺合成金刚石存在的不足，提出了二次暂停分段加压的金刚石合成工艺。该工艺的特点是第二次压力暂停点靠近石墨－金刚石相平衡线但已进入金刚石相，暂停时间为１５～３０ｓ，保压压力略高于第二次暂停压力，使金铡石在优晶区成核、在富晶区生长。实验证明，该工艺可以获得优质高产的金刚石。     

大腔体合成工艺初探

1 前言。六面顶压机的大型化使金刚石产量增加，但随着合成腔体积的增大，温度滞后越来越严重，现在普遍采用提前送温、慢升压及二次暂停或多次暂停，而且延长暂停时间，由原来小腔体暂停25″-30″提高至60″-90″的合成工艺，一定程度上缓解温度滞后，但形成一个压力暂停等待温度的局面。而且暂停时间延长后，由于触媒与碳相互作用，析出的球状再结晶石墨晶粒增粗，导致金刚石成核数目减少，为了提高产量不得不提高合成压力，这样不但不能从根本上解决温度滞后，而且影响了金刚石的生长条件。本在郝兆印教授引导下，从控制加热曲线变化，以控制合成腔体温度、温度与压力合理匹配，使金刚石均匀成核，以提高优质金刚石产量。     

压力、功率梯度对金刚石性能的影响

本文旨在研究两面顶合成工艺中金刚石在生长阶段通过改变压力、功率梯度实现改变生长驱动力后对金刚石性能的影响,分析了相应的影响机理。在间接加热腔体结构中,金刚石生长过程采用两种压力、功率梯度进行合成,合成后对所得的样品进行了静压强度、冲击强度、表面形貌检测。结果表明：生长前期的压力和功率梯度增加两倍,生长后期梯度减缓,TTI和TI分别增加了10％。研究认为生长早期压力、功率大梯度（压力增幅大,功率降幅大）有利于提高晶体内部质量,生长后期压力、功率小梯度（压力增幅小,功率降幅小）有利于提高晶体外部质量。     

采用非恒压力加压和非恒功率加热技术合成金刚石的工艺初探

本文采用非恒压力加压和非恒功率加热的控制技术，设计了金刚石合成工艺曲线，该工艺合成金刚石时，能明显提高合成腔体内的温度场与压力场的稳定性，改善金刚石单晶生长环境，可使直径30mm腔体合成金刚石的单产增中969％，MBD8以上品级的单晶同比增加41％。     

合成工艺与金刚石晶体的生长

本文叙述了合成压力、温度与加热时间在金刚石晶体生长过程中的重要性和特性。讨论了合成工艺与金刚石晶体生长的关系，提出了合成工艺是影响金刚石晶体生长的重要因素。在研究中通过对晶体生长有利因素的分析，提出了提高金刚石晶体生长质量的合成工艺。     

φ36腔体粉末材料合成金刚石工艺的试验和探讨

本文对φ36腔体粉末材料合成人造金刚石的工艺设计依据、合成工艺参数设计、试验情况进行了较详细地阐述,对合成试验结果的特点、合成工艺、合成试验中发生的现象进行了简要分析。采用复合传压介质和动态补压、非恒功率加热等工艺进行了合成试验。试验结果表明,利用粉末材料合成的人造金刚石,晶体粒度集中（峰值粒度比例79．1％）,高强度单晶料的提取率高（15kgf以上比例45．3％）,平均单产比片状材料提高近28％,而且能耗及其它生产成本明显下降。我们认为,粉末材料合成人造金刚石,是一种值得在人造金刚石行业推广的合成技术。     

基于ф69mm腔体温度场数值模拟的高品级金刚石合成工艺优化

采用有限元软件Ansys对HJ-1 000型六面顶压机ф69 mm金刚石合成腔体进行了间接加热温度场的分析,在数值模拟的基础上,对合成过程中的温度和压力进行了优化,并通过优化得到了温度压力动态匹配的合成工艺。对合成柱中的温度进行了计算并做成温度云图,结果表明:合成柱中的温度在加热过程中基本保持石墨管处温度最高,直到开始断电冷却,石墨管处的温度下降较快,使得在合成柱中心点处的温度最高,径向温差小于30℃,具备了温度压力相匹配的合成优质高品级金刚石的生长环境。这主要是因为合成腔体较大和优化的加热工艺有关。最后采用优化的金刚石合成工艺,获得了粒径600~650μm高品级金刚石。     

Ф23mm腔体金刚石合成工艺参数与产量、质量关系的研究

本实验着重研究了２３ｍｍ反应腔体工艺的送温压力、暂停压力、预热时间等参数及组装方式对金刚石合成效果的影响。得出在一定压力范围内，随送温压力的提高，单产提高，强度下降，粒度变细，随预热时间的延长，单产有所提高而后趋于缓慢等结论。     

基于φ69 mm腔体温度场数值模拟的高品级金刚石合成工艺优化

采用有限元软件Ansys对HJ-1 000型六面顶压机φ69 mm金刚石合成腔体进行了间接加热温度场的分析,在数值模拟的基础上,对合成过程中的温度和压力进行了优化,并通过优化得到了温度压力动态匹配的合成工艺.对合成柱中的温度进行了计算并做成温度云图,结果表明:合成柱中的温度在加热过程中基本保持石墨管处温度最高,直到开始断电冷却,石墨管处的温度下降较快,使得在合成柱中心点处的温度最高,径向温差小于30℃,具备了温度压力相匹配的合成优质高品级金刚石的生长环境.这主要是因为合成腔体较大和优化的加热工艺有关.最后采用优化的金刚石合成工艺,获得了粒径600～650 μm高品级金刚石.