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HRD钻石文化知识系列CVD化学气相沉

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·甚么是化学气相堆积法?

·甚么是化学气相堆积法合成钻石?

·为甚么很难合成钻石?

·采纳化学气相堆积法合成钻石的道理是甚么?

·采纳化学气相堆积法合成钻石的历程中操纵了何种气体?

·常常的生成温度是几许?

·合成钻石的生成速率有多快?

·也许采纳何种基底材料?

·单晶钻石和多晶钻石之间的差别是甚么?

·也许在多大的面积上生成?

·钻石堆积层的厚度也许到达几许?

·多晶钻石的晶体尺寸常常是多大?

·甚么是纳米微晶钻石?

·甚么是表面粗劣度?

·采纳化学气相堆积法合成的钻石与采纳类金刚石镀膜法制成的钻石比拟有何个性?

·采纳化学气相堆积法合成的钻石与自然钻石比拟具备哪些个性?

·采纳化学气相堆积法合成的钻石价值是不是很贵?

·采纳化学气相堆积法合成的钻石是不是具备宽阔的商场前程?

甚么是化学气相堆积法?

CVD是化学气相堆积法(chemicalvapordeposition)的首字母缩写词,意义是某种物资从空气中堆积到基底材料上,个中伴有着化学反映。

甚么是化学气相堆积法合成钻石?

指的是采纳化学气相堆积工艺制成的人工钻石。

为甚么很难合成钻石?

钻石的组成相似煤也许是由碳组成的石墨,紧要差别在于物资中的碳原子的陈设方法不同(也便是晶格中的碳原子的陈设方法不同)。惋惜石墨是更为不变的碳异型(模样),因而钻石本质上是特别稀罕的。要将石墨变化成钻石,必须要施加高压和高温,钻石在这些前提下就会变为更为不变的碳异型。这便是在二十世纪五十年头首创的高压高温缔造工艺的基根源理。随后裔们于二十世纪七八十年头发掘也许从气相(化学气相堆积)中使钻石堆积下来。在采纳化学气相堆积法制成钻石的历程中,含有碳的气体被分解,碳原子堆积在表面上。结适合当的温度和压力前提,也许推进钻石晶体的生成,同时制服石墨的生成。

采纳化学气相堆积法合成钻石的道理是甚么?

在采纳化学气相堆积法制成钻石的历程中,原子氢表现着关键效用,个中,原子氢是经过离开氢分子赢得的。因而,咱们须要的是一种紧要含有氢(氢含量大于90%)的工艺气体以及气体活化剂,譬喻一种强等离子体也许是一条热灯丝,用来使氢分子产生离开。咱们懂得原子氢也许抉择性地腐化石墨并毁坏双键,进而将石墨化学键变化成钻石化学键。

采纳化学气相堆积法合成钻石的历程中操纵了何种气体?

常常采纳氢气和甲烷的混杂气体。

常常的生成温度是几许?

至°C。略低一些的温度也也许,不过会显然地低沉生成速率。

合成钻石的生成速率有多快?

在面积较大的地域(大于平方厘米),钻石常常以每小时0.1微米至10微米之间的生成速率堆积,因而这是一个特别慢慢的历程。关于面积较小的地域(小于1平方厘米),阅历声明生成速率要快良多(大于微米/小时)。

也许采纳何种基底材料?

钻石也许堆积在各式不同的材质上,像钻石、硅、钨、钼、碳化硅、氮化硅、石英玻璃和硬质合金等。对基底材料的紧要请求是:材质必需也许耐高温,必需不受活性工艺气体的腐化而且必需不会使碳产生分解。

单晶钻石和多晶钻石之间的差别是甚么?

经过将钻石堆积在钻石晶体(也便是晶种)上,晶体的尺寸会补充,由于在这类情景下新的碳原子附着在已有的钻石晶格上。这一局势被称为同质外表。在非钻石基底材料上,须要对表面实行预责罚,以便于钻石的产生。譬喻,操纵钻石粉末打磨硅衬底,微小的钻石颗粒就会遗留在基底表面上,进而做为生成轻微的钻石晶体的种子。在堆积的历程中,这些晶体的尺寸持续补充,直到它们产生连气儿的一层密切的轻微的钻石晶体(颗粒),也便是多晶钻石。因而惟有多晶钻石会产生大面积的圆盘也许涂层。

也许在多大的面积上生成?

也许采纳一排热灯丝做为气体活化剂,在巨细为0.5平方米的面积上生成钻石薄膜。表面涂有钻石的硅片常常是采纳微波等离子体堆积法生成的,个中硅片的最大直径在4毫米(频次为2.45GHz时唆使)和8毫米(频次为MHz时唆使)之间。也许经过在基底材料上生成很厚的一层钻石而后除掉基底材料赢得钻石圆盘。这些圆盘的直径尺寸常常在1厘米至12厘米之间。钻石单晶的尺寸最后紧要取决于采纳的晶种的尺寸。惋惜也许猎取的大面积晶种特别有限。

钻石堆积层的厚度也许到达几许?

阅历声明,镶嵌在硅载体上的自力的钻石薄膜厚度最小唯一30纳米,而商场上也许买到的钻石圆盘的厚度最大也许高出2毫米。

多晶钻石的晶粒尺寸常常是多大?

在钻石生成的早期,晶粒的尺寸常常位于次微米界限内。跟着生成的钻石厚度的补充,晶粒变得越来越大。常常情景下,钻石薄膜的成长表面上的晶粒尺寸大略为钻石薄膜厚度的10%。

甚么是纳米微晶钻石?

经过在钻石生成的历程中强迫实行从头成核,晶粒的尺寸也许坚持很小。这类材料被称为纳米微晶钻石也许超纳米微晶钻石。这类材料不具备钻石悉数的特殊性质(譬喻,这类材料是不通明的而且热导率特别低),不过它具备特别润滑的表面,而且在冲突学、宏观力学和生化传感畛域有着特别风趣的运用。

甚么是表面粗劣度?

成型的多晶钻石薄膜的表面是特别粗劣的(就像砂纸同样),因而在良多运用局面下,打磨是特别紧急的一个责罚环节。打磨过的钻石的表面粗劣度常常惟有几个毫微米。

采纳化学气相堆积法合成的钻石与采纳类金刚石镀膜法制成的钻石比拟有何个性?

DLC是类钻石镀膜(diamond-likecarbon)的首字母缩写词,其余的示意标记再有a-C:H也许a-C。在这类材估中,碳原子不是产生晶格而是随机地产生一种网格(也就长短晶形的网格)。钻石是经过采纳高能碳粒子(也许碳氢化合物粒子)撞击表面堆积下来的。这类工艺在室温前提下就也许实行。类金刚石镀膜具备特别强的抗压应力,这一个性束缚了最大厚度。由于该种材料的化学不变性好而且很硬,因而有点“相似钻石”,不过它显然不是钻石。

采纳化学气相堆积法合成的钻石与自然钻石比拟具备哪些个性?

自然钻石具备一系列普遍的个性。依据颜色、净度、瑕玷以及其余个性的不同,创建了一套繁杂的对自然钻石实行分类的编制。高品质的化学气相堆积法合成的多晶钻石确切具备与完满的自然钻石相似的个性。阅历声明,化学气相堆积法合成的单晶钻石乃至具备高出最高品格的自然钻石的个性。

采纳化学气相堆积法合成的钻石价值是不是很贵?

回复可于是“是”,也可于是“否”。像须要很小量的钻石的运用局面,比方很薄的钻石镀膜也许薄膜也许小块的钻石部份,价值是相当低廉的。但是,很厚很大块的钻石圆盘,比方厚度高出1毫米的钻石圆盘,价值是特别贵的。这主假如由于钻石堆积的历程须要耗费大批的能量,堆积速率特别慢慢而且生成历程采纳的征战造价特别昂贵。因而惟有在有须要时才会操纵钻石。另一方面,从钻石产物中赢得的收益常常会远远高出成本,特别是当钻石做为一种也许实行某种功用的关键部份时,也便是在极其的操纵前提下,没有其余材料(惟有钻石)也许餍足操纵请求。

采纳化学气相堆积法合成的钻石是不是具备宽阔的商场前程?

回复是“否”。大部份的采纳化学气相堆积法合成的钻石都是用于技艺畛域,只可够效劳于一些很小的罅隙商场。

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