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

摘要

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.