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提高金刚石纯净程度!哈工大等申请 CVD 蓝色渐变金刚石专利

2025-5-9 19:27 收藏 邀请

近日,国家知识产权局信息显示,哈尔滨工业大学、哈工大郑州研究院、河南碳真芯材科技有限公司申请一项名为“一种基于铅制电子辐照载体制备 CVD 蓝色渐变金刚石的方法”的专利,公开号 CN119900077A,申请日期为 202 ...

近日,国家知识产权局信息显示,哈尔滨工业大学、哈工大郑州研究院、河南碳真芯材科技有限公司申请一项名为“一种基于铅制电子辐照载体制备 CVD 蓝色渐变金刚石的方法”的专利,公开号 CN119900077A,申请日期为 2024 年 12 月。


专利摘要显示,一种基于铅制电子辐照载体制备 CVD 蓝色渐变金刚石的方法,本发明是要解决现有彩钻通过控制金刚石在生长杂质气体掺杂浓度,对颜色进行调控,避免在金刚石的后续加工中出现开裂的问题。


随着人们生活水平的提高,不仅对白色金刚石的需求增加,高品质的彩色金刚石的需求也大大提升。然而更加苛刻的生长环境以及极少的产量,导致彩色金刚石的价格十分昂贵。

HPHT法(high pressure high temperature,高温高压)和CVD法(chemical vapor deposition,化学气相沉积)是目前主流合成金刚石的方法,其中CVD法具有生长设备简便、生长速度快,生长晶体高等优点,被广泛应用于工业金刚石生产。

目前彩色金刚石的制备以纯色为主,颜色相对单一,为了提高彩色金刚石的观赏度,一些研究人员开展了多色金刚石的合成。对于MPCVD法生长的金刚石,目前无论是渐变粉色金刚石还是渐变蓝色金刚石,均是通过控制金刚石在生长杂质气体掺杂浓度,对颜色进行调控。该方法对设备的气密性要求较高,并且很容易导致金刚石出现明显分层,在金刚石的后续加工中出现开裂,降低金刚石的成品率,影响其价格。

本发明基于铅制电子辐照载体制备cvd蓝色渐变金刚石的方法按照以下步骤实现:

S1、预处理金刚石籽晶片;

S2、等离子体刻蚀籽晶;

S3、向真空腔内通入甲烷和氢气,进行微波等离子体化学气相沉积生长;

S4、获得金刚石毛坯;

S5、切除金刚石毛坯表面的多晶;

S6、对切割后的毛坯进行 HPHT 处理;

S7、将金刚石坯料放置在辐照载具的底板上,采用高能电子束辐照遮挡腔以及金刚石坯料。


本发明将金刚石毛坯放置于特制的辐照载具中,实现对金刚石毛坯部分区域辐照,制备颜色渐变的蓝色金刚石,提高了金刚石的纯净程度。其中辐照载具的材质为金属铅,辐照载具包括底板和遮挡腔,遮挡腔设置在底板的上表面,遮挡腔的侧面敞口。


本发明属于金刚石改色领域,为彩色渐变金刚石提供一种有效方法。


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