近日,國家知識產權局信息顯示,哈爾濱工業大學、哈工大鄭州研究院、河南碳真芯材科技有限公司申請一項名為“一種基于鉛制電子輻照載體制備 CVD 藍色漸變金剛石的方法”的專利,公開號 CN119900077A,申請日期為 2024 年 12 月。
專利摘要顯示,一種基于鉛制電子輻照載體制備 CVD 藍色漸變金剛石的方法,本發明是要解決現有彩鉆通過控制金剛石在生長雜質氣體摻雜濃度,對顏色進行調控,避免在金剛石的后續加工中出現開裂的問題。
隨著人們生活水平的提高,不僅對白色金剛石的需求增加,高品質的彩色金剛石的需求也大大提升。然而更加苛刻的生長環境以及極少的產量,導致彩色金剛石的價格十分昂貴。
HPHT法(high pressure high temperature,高溫高壓)和CVD法(chemical vapor deposition,化學氣相沉積)是目前主流合成金剛石的方法,其中CVD法具有生長設備簡便、生長速度快,生長晶體高等優點,被廣泛應用于工業金剛石生產。
目前彩色金剛石的制備以純色為主,顏色相對單一,為了提高彩色金剛石的觀賞度,一些研究人員開展了多色金剛石的合成。對于MPCVD法生長的金剛石,目前無論是漸變粉色金剛石還是漸變藍色金剛石,均是通過控制金剛石在生長雜質氣體摻雜濃度,對顏色進行調控。該方法對設備的氣密性要求較高,并且很容易導致金剛石出現明顯分層,在金剛石的后續加工中出現開裂,降低金剛石的成品率,影響其價格。
本發明基于鉛制電子輻照載體制備cvd藍色漸變金剛石的方法按照以下步驟實現:
S1、預處理金剛石籽晶片;
S2、等離子體刻蝕籽晶;
S3、向真空腔內通入甲烷和氫氣,進行微波等離子體化學氣相沉積生長;
S4、獲得金剛石毛坯;
S5、切除金剛石毛坯表面的多晶;
S6、對切割后的毛坯進行 HPHT 處理;
S7、將金剛石坯料放置在輻照載具的底板上,采用高能電子束輻照遮擋腔以及金剛石坯料。
本發明將金剛石毛坯放置于特制的輻照載具中,實現對金剛石毛坯部分區域輻照,制備顏色漸變的藍色金剛石,提高了金剛石的純凈程度。其中輻照載具的材質為金屬鉛,輻照載具包括底板和遮擋腔,遮擋腔設置在底板的上表面,遮擋腔的側面敞口。
本發明屬于金剛石改色領域,為彩色漸變金剛石提供一種有效方法。