人造金刚石

摘要： 人造金刚石作为一种高效的热管理衬底,在宽禁带半导体电子器件领域具有广泛的应用前景。然而微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法外延金刚石单晶的生长速率慢,表面粗糙度高,难以满足半导体器件的衬底需求。对此,本文采用MPCVD法制备金刚石单晶薄膜,通过分阶段生长监控样品的生长速率,结合显微镜照片和AFM表征样品的表面形貌和表面粗糙度,根据拉曼光谱和XRD分析外延薄膜的晶体质量,最终采用高/低甲烷浓度的两步法外延工艺,实现了金刚石单晶薄膜的高速外延,生长速率达到20μm/h,同时获得了较为平整的表面形貌。本文所研究的甲烷调制两步法外延工艺能够起到表面形貌优化的作用,有利于在后续的相关器件研发中提供平整的金刚石衬底,推动高功率电子器件的发展。

摘要： 培育钻石又称合成钻石,本质是人造金刚石,为超硬材料的一种,指在实验室或工厂里通过一定的技术与工艺流程制造出来的与天然钻石的外观、化学成分和晶体结构完全相同的晶体。培育钻石与天然钻石(矿产钻石)在化学成分、硬度、折射率和色散方面没有任何区别,可以作为天然钻石的替代品,且与天然钻石相比具有极高性价比优势,终端零售价基本稳定在天然钻石的1/3。

摘要： 人造金刚石作为重要超硬材料之一,对其他高新技术产业发展起到极大的支撑作用。人造金刚石及其制品的问世不仅破解了层出不穷的新材料无法用传统工具加工的难题,还成百倍地提高了传统加工的速度和精度,降低了消耗和废物排放,在加工效率、加工精度、节能环保等方面起到重要作用。

摘要： 金刚石压机设备是静态高温高压的唯一基础,不可争议的是国产六面顶压机的发展成就了中国和世界人造金刚石行业的发展.文章通过回顾中国超硬材料行业六十年来的发展历程,对国产六面顶压机从小到大、从简单到智能的发展过程进行分析,对不同阶段、不同压机的特点进行了总结,并对现在中国六面顶压机的保有量及保有状态进行了客观评价.文章认为:中国六面顶压机已成为金刚石合成的主力,支撑着中国金刚石和超硬材料的发展;中国六面顶压机技术简单,在温度及合成腔压力、温度及环境综合控制上有较强的优势,能有较大的合成压力可提高单次产量,从而提高生产效率,降低成本,经济效益好;中国六面顶压机技术发展前景广阔,随着不断的大型化和精密化,对大单晶、PDC,NPD等其他材料的高温高压合成都有着良好的应用前景.

摘要： 众所周知,金刚石的性能非常卓越,有着非常高的硬度,可以广泛应用到生活各个领域中。但是人造金刚石的技术受到一定限制,与金刚石的应用潜力相比,只对其中极小部分进行了开发研究,当前仍处于开发初始阶段。基于此,文章对人造金刚石在传感器上的应用进行概述,对于了解人造金刚石在传感器上的最新进展具有一定参考价值。

摘要： 7月10日,中国平煤神马集团年加工12亿克拉高品质人造金刚石项目开工仪式在信阳市光山县举行。中国平煤神马集团副总经理万善福出席仪式。据悉,该项目是河南省重点支持的新兴制造产业项目,是中国火炬计划、国家战略新兴产业重点支持项目,对于巩固河南省人造金刚石超硬材料在全球的垄断地位,促进中国平煤神马集团与光山县政府进一步深度合作,共同打造新材料产业高地意义重大。

摘要： 在国产六面顶高温高压设备上,利用低价纯铁粉末为触媒开展含硼金刚石的制备研究.研究发现:无定型硼的掺入会导致金刚石合成条件(温度和压力)不断提高;晶体颜色由浅黄色逐渐变为黑色,晶体主要以八面体为主.利用扫描电镜(SEM)分析含硼金刚石的微观形貌,发现:硼添加后金刚石{111}晶面上存在微米尺寸的圆形凹坑.通过Raman光谱研究发现:随着硼掺入量的增加,金刚石特征峰发生蓝移,其半峰宽变大、晶体质量下降.通过红外光谱可以发现较强的Ⅱb型金刚石存在2 800 cm-1 处的 B-C键特征峰.在纯铁触媒体系中,硼的质量分数在0.2%～0.8%时,均能合成出优质含硼金刚石.

摘要： 人造金刚石主要产品包括工业金刚石和培育钻石,两类产品均由同样的压机生产,只是工艺配方有所不同,在工业金刚石领域,不同的技术路径对应的主要应用场景也有所不同,其中高温高压法生产的金刚石单晶及微粉多用于制作锯切、钻进、磨削等工具性产品,CVD法生产的金刚石单晶多用于制作芯片、传感器等功能性产品。我国为全球最大人造金刚石生产国,掌握高温高压工业级金刚石定价权。

摘要： 透过专利申请可以分析行业内的前沿技术,无论是科学界还是工业界,一项新技术从诞生到消费者触手可及的产品,往往需要漫长的研发周期,在这个时间段内,要想最快速地了解行业内的研发动态以及热门领域方向,专利技术分析无疑是最好的办法。文章主要从人造金刚石专利申请年度趋势、申请人国家/地区、申请目标国家/地区、主要技术分布及技术发展趋势等维度进行分析,比较全面地阐述了全球范围内人造金刚石行业的发展趋势。最后,从专利申请布局的角度对产业和企业的发展给出了一些建议。

摘要： 本文回顾了中国人造金刚石磁选工作的进展;介绍了磁选的基本原理,磁选机的构造以及磁选的实际操作;重点阐述了用磁选来控制人造金刚石中包裹体的概念.

摘要： 本文简要回顾了中国人造金刚石50年的发展历史,综述了中国粉末合成金刚石技术发展全过程,并对其中粉末触媒、粉末柱体制作、高温真空烧结等多项粉末合成金刚石核心技术做了详细的解释.粉末合成金刚石技术与六面顶大型压机相结合促成了中国合成金刚石大发展.

摘要： 人造金刚石的机理实验仍在进行并获得若干新的成果：采用超高电压透射电子显微镜观察到的金刚石晶体的叠栅图和约1000A边上的面上等厚条纹；通过X射线衍射技术分析了石墨和钴在高压高温作用前后的结构变化特征；采用EXAFS技术分析了金刚石晶体中镍的存在相似和配位状态。这些研究结果表明熔媒观点能反映这种人造金刚石晶体在相变和结晶基元成核及生长中的相应特征，进一步揭示了高压高温下人造金刚石合成过程中共熔(助熔)、催化(触媒)和尺寸效应等微观实质的个性化或特殊性内容，为工业人造金刚石工艺技术如加压、加热方式和装样等提供依据。为了探索优质烧结多晶金刚石形成的方法和工艺，自1979年以来，中国科学院物理研究所进行了高压下金刚石掺杂烧结机理——界面结合理论和相关的实验研究。考虑了掺杂和尺寸效应，推广了拉普拉斯第二定律的经典表达式，得到了一种普适性方程和相应的界面结合特征方程，发展了界面黏结理论，为探索优质多晶金刚石等超硬材料形成的新途径、新方法和新工艺提供科学依据。进行了原料金刚石和典型单组元掺杂物在高压下行为的有关实验，进一步了解到高压下金刚石烧结过程中的掺杂效应。

摘要： 合成工艺对金刚石的生产影响重大,合成工艺主要由:压力、温度和时间这3个要素决定.通过研究合成工艺中各阶段时间对金刚石合成的影响,得出以下结论:加热开始时间及一次暂压时间共同决定着形核前的孕育熔聚时间,此时间段过长过短都不好,合理的控制此时间段能使金刚石的产量质量都保持在较高水平;二次暂压时间、后增压时间及终压保温时间共同决定着金刚石的生长情况,合理的时间选择能使金刚石的产量质量都保持较高水平;降温保压时间及卸压时间对金刚石的产量质量基本没有影响,这两个时间段主要影响顸锤的消耗.

摘要： 依据钻探多个领域(地质、油气、页岩气、海洋钻探)的相关数据,分析全国对金刚石钻头和复合片钻头的需求数量,进而估算出钻探对人造金刚石和复合片的需求量,为超硬材料行业的发展提供参考.

摘要： 天然石墨是我国重要的矿产资源。随着新材料、新能源等战略新兴产业的不断推进，转变天然石墨矿物资源的利用方式，挖掘晶质石墨和隐晶质石墨在热管理材料、电池负极材料、高强高密石墨、人造金刚石、石墨烯等新材料领域中的应用势在必行。产学研协同推进有助于提高天然石墨矿物的利用价值。

摘要： 本文通过不同类型的石墨测试分析数据,以及不同类型的石墨高压金刚石实验结果,探讨了不同石墨化度石墨、纯度、晶粒大小及其完整程度、择优取向等因素对合成金刚石产量、粒径以及晶体颜色和强度的影响,得出合成金刚石用石墨因具有石墨化度高、纯度高、晶粒尺寸大并应尽量克服石墨的择优取向性,同时指出以石墨化程度高低可作为选择合成金刚石用石墨材料的依据,这不但具有指导选用合成金刚石石墨材料的实践价值,而且还具有探讨石墨如何变金刚石的理论意义.

摘要： 1969年夏，在芶老先生带领下，吉林大学物理系固体物理教研室的部分年轻教师到长春第一汽车制造厂工具分厂磨具车间，进行人造金刚石的实验研究。芶老先生提出了石墨直接转变为金刚石的机构转化机理，加触媒促使石墨转变为金刚石的机理，触媒的三条优选原则：定向成键、结构对应、低熔点和人造金刚石专用石墨的优选原则：高纯度、高石墨化度和高密度，引发了全国人造金刚石合成机理的研究热潮。金刚石聚晶的合成和金刚石工具的制造都涉及如何将金刚石牢固粘接的问题，这又是一个实际生产中的关键技术难题。芶老先生从固体表面与界面的原子的分布与电子状态入手，揭示了金刚石的粘接机理，提出了金刚石的金属黏结剂的优选原则：结构对应原则、定向成键原则和低熔点原则。这与金刚石的触媒优选原则相同，即金刚石的最好的触媒都可以作为其最好的黏结剂。他指导研究生成功地研制出了耐热性好的透明硼皮金刚石，抗压强度高、耐热性好的粗颗粒金刚石，更高耐热性的硼氮皮金刚石单晶，以及用于石油钻头的高耐热、高磨耗比聚晶。此外，他还开展了金刚石薄膜的形成机理与原子分子设计的研究，构建了合理化的理论模型和结构设计，成功地合成出了大尺寸的优质金刚石薄膜，使中国的人造金刚石工业从理论到技术走上了一条拥有自身特色的发展之路。

摘要： 钻探用人造金刚石要求粒度粗、强度高、抗冲击力强、耐热性好、耐磨性好,那么在探矿的钻进深度逐年加深的现实面前,如何不断提高金刚石性能就是个永恒的课题.本文总结了在相对低温低压理论指导下,合成的金刚石及其在钻探业中的应用.由于金刚石晶体的各向异性，因此要使各晶面得到充分发育，要求体系内有高的过饱和度，相对LPLT原理却要求较低的过饱和度，这个矛盾必须依赖高精度控制系统来解决，以将过饱和度控制在狭窄的区间内。

摘要： 本文以17个统计数据表给出了2013年国家宏观经济部分数据、行业经济运行主要指标、主要产品产量、出进口情况等统计数据,并以此为基础简要分析了超硬材料行业运行情况:经济增长情况似乎低于全国平均水平,超硬材料产量持续增长,人造金刚石已突破150亿克拉，多数产品价格下降,进出口市场活跃，但高端市场仍然被发达国家占据。

摘要： 本发明提供：一种制造金刚石的方法，所述方法能够在短时间内将所述金刚石与基板分离并且使得所述基板和所述金刚石各自的分离表面平坦；一种通过所述制造金刚石的方法获得的金刚石；和使用所述金刚石的金刚石复合基板、金刚石接合基板和工具。本发明的通过气相合成法制造金刚石的方法包括如下步骤：准备包含金刚石籽晶的基板；通过气相合成法在所述基板的主表面上形成光吸收层；通过气相合成法在所述光吸收层的主表面上生长金刚石层；和通过从所述金刚石层和所述基板中的至少一者的主表面施加光以使所述光吸收层吸收光并造成所述光吸收层破碎，从而将所述金刚石层与所述基板分离。

摘要： 本发明提供了一种黑色人造金刚石合成用触媒，所述触媒原料配方新颖，而且在催化反应过程中无需加入硼化合物，从而解决了现有技术中配方单一，且催化反应中必须加入硼化合物的技术问题。本发明触媒具有催化反应效率高等优点。同时，本发明还提供了一种所述触媒的制备方法，该方法具有操作方法简便，所制得的触媒粉化学成分均匀，粒径均一等优点。进一步的，本发明也提供了一种所述黑色人造金刚石的制备方法，该方法具有操作方法简便，产物金刚石质量好等优点。进一步的，本发明还提供了一种黑色人造金刚石，本发明金刚石是由本发明方法制备得到，具有产物金刚石晶型完好，晶体完整度高，晶体粒径均一度高等优点。

摘要： 一种金刚石的浮选方法及其在从磨削废料中分离提纯人造金刚石中的应用，涉及一种金刚石的浮选工艺以及从磨削废料中分离提纯人造金刚石的方法。它是先加入金刚石混合料与水,然后加入水玻璃，搅拌后，加入松醇油进行搅拌浮选，静止后，提取液面上的金刚石物料,再加入松醇油，再搅拌，再静止，再提取，多次间歇重复，然后将提取的金刚石物料烘干成金刚石半成品，接着进行酸解加温去杂提纯、水洗至无酸性，烘干制得人造金刚石产品。该方法用水分离，能使钴镍等酸溶性金属不损失，节酸、节水，减少了环境污染，金刚石回收率可达98%以上，并解决了传统工艺无法分离棕刚玉、白刚玉的技术难题，金刚石的纯度可达98%以上，生产效率高，加工成本低。

摘要： 本发明公开了一种人造金刚石合成系统及人造金刚石合成方法，所述人造金刚石合成系统，包括底板，所述底板上设有设有六面体压机，所述底板上在六面体压机的右侧设有上料组件，所述上料组件的上端设有清理组件，所述清理组件用于对人造金刚石合成块的六个面进行清洁，所述底板上设有抓取组件，所述抓取组件用于将清洁后的人造金刚石合成块抓取放入六面体压机中，所述六面体压机用于对人造金刚石合成块进行高温高压合成；该人造金刚石合成系统，能够高效实现人造金刚石的合成。

摘要： 本发明提供了一种黑色人造金刚石合成用触媒，所述触媒原料配方新颖，而且在催化反应过程中无需加入硼化合物，从而解决了现有技术中配方单一，且催化反应中必须加入硼化合物的技术问题。本发明触媒具有催化反应效率高等优点。同时，本发明还提供了一种所述触媒的制备方法，该方法具有操作方法简便，所制得的触媒粉化学成分均匀，粒径均一等优点。进一步的，本发明也提供了一种所述黑色人造金刚石的制备方法，该方法具有操作方法简便，产物金刚石质量好等优点。进一步的，本发明还提供了一种黑色人造金刚石，本发明金刚石是由本发明方法制备得到，具有产物金刚石晶型完好，晶体完整度高，晶体粒径均一度高等优点。

摘要： 一种金刚石的浮选方法及其在从磨削废料中分离提纯人造金刚石中的应用，涉及一种金刚石的浮选工艺以及从磨削废料中分离提纯人造金刚石的方法。它是先加入金刚石混合料与水,然后加入水玻璃，搅拌后，加入松醇油进行搅拌浮选，静止后，提取液面上的金刚石物料,再加入松醇油，再搅拌，再静止，再提取，多次间歇重复，然后将提取的金刚石物料烘干成金刚石半成品，接着进行酸解加温去杂提纯、水洗至无酸性，烘干制得人造金刚石产品。该方法用水分离，能使钴镍等酸溶性金属不损失，节酸、节水，减少了环境污染，金刚石回收率可达98%以上，并解决了传统工艺无法分离棕刚玉、白刚玉的技术难题，金刚石的纯度可达98%以上，生产效率高，加工成本低。

摘要： 本发明公开了一种优质高产合成人造金刚石细—微细粒金刚石的生产工艺，用粉末触媒和石墨粉压制成型后在超高压高温合成生产金刚石，所述的合成工艺为：合成压力：实际合成压力比原普通合成压力下降2－10％，同时要求温度匹配调整；暂停压力：为合成压力的80－92％，两次暂停压力相差0.10－0.15MPa；暂停时间：120－180s；合成时间(保压时间)：5－20s。合成人造金刚石粒度组成有170/200、200/230、230/270、270/325为主峰值，同时还包括了325/400及400/500等不同微细粒度的原生优质金刚石的工艺。本发明采用了合成金刚石粉末触媒和制棒工艺。并设计了一组按照相对低温低压下的高温超高压合成和采用了研究者对暂停压力的特殊选择。由此而建立的新工艺，这样使产品反而实现了优质高产的良好效果。

摘要： 本实用新型涉及金刚石合成技术领域，提供了人造金刚石的加热装置，包括合成柱、金属触媒层、石墨层、发热层、两个导电隔热片、陶瓷层、叶腊石层、两个电刚帽，两个导电隔热片分别设置于发热层的上方和下方，两每个电刚帽的外壁还套设有叶腊石环，叶腊石环的外壁与叶腊石层的内壁相接触，叶腊石环由两个叶腊石半环拼接而成，电刚帽的外壁靠近对应的导电隔热片的一端设置有第一环形翼展，第一环形翼展与对应的导电隔热片相互贴合，第一环形翼展的边缘与对应的导电隔热片的边缘齐平。该装置稳定性好、安装拆卸方便。本实用新型还提供了一种人造金刚石生产系统，其包括上述的人造金刚石的加热装置，其产率高。

摘要： 本实用新型涉及金刚石加工技术领域，公开了一种用于人造金刚石加工的金刚石绳锯，包括钢丝绳，所述钢丝绳的内部连接有第一螺纹管和第二螺纹管，所述钢丝绳的外侧连接有基体管，所述基体管的内部分别连接有第一螺栓和第二螺栓，所述第一螺栓和第二螺栓的下方连接有垫圈，所述第一螺栓与第一螺纹管相连接，所述第二螺栓与第二螺纹管相连接，本实用新型设置第一螺纹管、第二螺纹管、第一螺栓和第二螺栓，将第一螺栓和第二螺栓插入第一螺纹管、第二螺纹管的内部，并旋转拧紧，完成对基体管的固定，反之，当需要对基体管进行拆卸时，只需将第一螺栓和第二螺栓取下即可，操作简单，解决了结构固定，当绳锯表面出现磨损时，难以取下更换的问题。

摘要： 本实用新型涉及金刚石合成技术领域，提供了一种合成金刚石新型加热装置，包括合成柱、金属触媒层、石墨层、发热层、两个导电隔热片、陶瓷层、叶腊石层、两个电刚帽，两个导电隔热片分别设置于发热层的上方和下方，电刚帽的外壁靠近对应的导电隔热片的一端设置有第一环形翼展，第一环形翼展与对应的导电隔热片相互贴合，第一环形翼展的边缘与对应的导电隔热片的边缘齐平；电刚帽的外壁远离对应的导电隔热片的一端设置有第二环形翼展；每个电刚帽均具有内腔，内腔内设置有叶腊石填层。该装置稳定性好。本实用新型还提供了一种人造金刚石系统，其包括上述的合成金刚石新型加热装置，其产率高。