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申請號: 一種用于沉積制備金剛石的反應器 

申請日: 201720500248.3    

申請人: 2017.04.26

發明人: 許楊文; 趙永建; 張向平

       摘要： 

       本實用新型涉及金剛石制備領域，一種用于沉積制備金剛石的反應器，包括石英玻璃毛細管、鎢毛細管、冷卻氣出口、鉬制柱面體、電極、熱耦、冷卻水進口、環形冷卻氣管、冷卻水管、冷卻水出口、反應器腔體、冷卻氣進口、氫氣進口、噴嘴，鎢毛細管一端無接觸地通入鉬制柱面體另一端位于反應器腔體外，鉬制柱面體是加熱器又是活化劑，電極由金屬鉬制成且電連接于鉬制柱面體兩端，通過加電流，能使鉬制柱面體加熱至2200K以上，鉬制柱面體與反應器腔體之間絕緣；熱耦由鎢?錸材料制成用以測量鉬制柱面體溫度，調節環形冷卻氣管中的氬氣流速并使其保持在恒定值，就能夠使得熱耦尖端測溫區域的溫度僅與鉬制柱面體的溫度相關，能夠為鉬制柱面體準確測溫。

       主權利要求:

       一種用于沉積制備金剛石的反應器，主要包括石英玻璃毛細管(1)、鎢毛細管(2)、冷卻氣出口(3)、鉬制柱面體(4)、電極(6)、熱耦(7)、冷卻水進口(8)、環形冷卻氣管(9)、冷卻水管(10)、冷卻水出口(11)、反應器腔體(12)、冷卻氣進口(13)、氫氣進口(14)、噴嘴(15)，工作時，所述反應器以及襯底(5)均位于一個真空腔內；所述石英玻璃毛細管(1)套在所述鎢毛細管(2)外，所述石英玻璃毛細管(1)的一端連接所述鉬制柱面體(4)的一端且相互之間電絕緣、另一端封閉且所述鎢毛細管(2)從其中間透過，所述石英玻璃毛細管(1)具有連通的所述氫氣進口(14)，所述氫氣進口(14)位于所述反應器腔體(12)之外；所述石英玻璃毛細管(1)內壁與所述鎢毛細管(2)外壁之間的空間為用于通純氫氣的通道，所述石英玻璃毛細管(1)的外圍依次具有所述反應器腔體(12)、環形冷卻氣管(9)、冷卻水管(10)，所述反應器腔體(12)的外側面與所述環形冷卻氣管(9)的內側面接觸，所述環形冷卻氣管(9)的外側面與所述冷卻水管(10)的內側面接觸，所述環形冷卻氣管(9)及所述冷卻水管(10)均是作為流體通道的橫截面為環形的管，所述環形冷卻氣管(9)具有所述冷卻氣進口(13)、冷卻氣出口(3)，所述環形冷卻氣管(9)中通有用于熱隔離的純氬氣且流速不超過700sccm，所述冷卻水管(10)具有所述冷卻水進口(8)、冷卻水出口(11)，所述冷卻水管(10)中通冷卻水；所述噴嘴(15)由金屬鉬制成且位于所述鉬制柱面體(4)出口處，所述鉬制柱面體(4)處具有所述電極(6)、熱耦(7)，所述襯底(5)位于所述鉬制柱面體(4)的出口外側；其特征是：所述鎢毛細管(2)一端無接觸地通入所述鉬制柱面體(4)、另一端位于所述反應器腔體(12)之外，所述鉬制柱面體(4)是加熱器又是主要活化劑，所述電極(6)由金屬鉬制成且分別電連接于所述鉬制柱面體(4)兩端，外接電源通過所述電極(6)對所述鉬制柱面體(4)加電流，能夠使所述鉬制柱面體(4)加熱至2200K以上，所述鉬制柱面體(4)與所述反應器腔體(12)之間絕緣；所述熱耦(7)由鎢-錸材料制成，用以測量所述鉬制柱面體(4)的溫度，通過調節所述環形冷卻氣管(9)中的氬氣流速并使其保持在恒定值，就能夠使得所述熱耦(7)尖端測溫區域的溫度僅與所述鉬制柱面體(4)的溫度相關，能夠為所述鉬制柱面體(4)準確測溫。