一种人工合成大尺寸单晶金刚石片方法及合成组装块结构与流程

本发明涉及一种人工合成大单晶金刚石生产方法及合成组装块结构及其制备方法，属人工合成金刚石技术领域。

背景技术：

目前，在进行人工合成金刚石的生产中，由于当前采用的生产工艺的限制，当前所生产的单晶金刚石颗粒的直径一般为3—4毫米，由于直径较小，极大的限制了人工合成金刚石在刀具、珠宝装饰物等多个行业及领域中的应用，从而造成当前人工合成金刚石的自身品质及价值相对较低，使用范围也相对较窄，同时也无法满足市场对人工合成金刚石应用的需要，于此同时，采用传统的人工合成金刚石生产工艺，同批次所制备的人工合成金刚石的直径相对统一，无法根据需要灵活调整人工合成金刚石直径，从而导致当前人工合成金刚石的加工生产灵活性不足，同时还增加了当前人工合成金刚石的成本，因此针对这一现状，迫切需要开发一种人工合成大单晶金刚石生产方法及与其相关的生产设备，以满足生产及市场应用的需要。

技术实现要素：

本发明提供了一种人工合成大单晶金刚石生产方法及合成组装块结构及其制备方法。

本发明的技术方案是：

一种人工合成大尺寸单晶金刚石片方法，包括以下步骤：

第一步，生产晶种，利用100面35—40目的人工合成金刚石作为晶种生产制备粒度为1—4毫米的过渡单晶金刚石；

第二步，合成组装块装配，从第一步生产出的过渡单晶金刚石中，分别选择出粒度在1.5—2毫米及2—4毫米的100面过渡金刚石，并根据金刚石粒度进行分组使用，将选择并分组好的过渡金刚石依次镶嵌在合成组装块中晶床上，其中2—4毫米的过渡金刚石一片，摆放在晶床中心位置处，1.5—2毫米过渡金刚石片若干，并环绕2—4毫米的过渡金刚石呈圆形均镶嵌于晶床表面；

第三步，合成加工，根据人工合成金刚石的生产加工工艺，对第二步装配的合成组装块中的过渡金刚石进行合成生长，完成合成生长后取出所制备的人工合成金刚石即可。

进一步的，所述第一步中，所制备的过渡单晶金刚石也可做为成品金刚石直接使用。

一种合成组装块结构，包括合成组装块本体，所述的合成组装块本体上表面设定位槽，并通过定位槽与人工合成金刚石晶种连接，所述的定位槽包括主定位槽及子定位槽，其中所述的主定位槽与合成组装块本体同轴分布，所述的子定位槽若干，并环绕主定位槽呈环状结构分布在合成组装块本体上表面上，且所述的子定位槽构成至少一层环状结构，且每层环状结构中均布9—12个子定位槽，相邻环状结构中的子定位槽间隔分布，所述的主定位槽直径为子定位槽直径的1倍以上。

进一步的，所述的主定位槽及子定位槽侧表均设挡圈，且挡圈高度为0.1—3毫米。

进一步的，所述的主定位槽与子定位槽及子定位槽与子定位槽间间距为子定位槽直径的至少1倍。

进一步的，所述的主定位槽内人工合成金刚石晶种粒度为子定位槽内人工合成金刚石晶种粒度的1—3倍。

与现有技术相比，本发明可有效提高人工合成金刚石的直径，并实现同批次的人工合成金刚石生产中可同时制备不同直径人工合成金刚石的需要，从而在有效满足市场对单晶金刚石需求的同时，另可有效的满足市场对小直径单晶金刚石的需要，并可有助于降低人工合成金刚石生产的成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明流程示意图；

图2为合成组装块结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步的描述。

实施例1

一种人工合成大尺寸单晶金刚石片方法，其特征在于，所述的人工合成大单晶金刚石调色改性加工工艺包括以下步骤：

第一步，生产晶种，利用100面35目的人工合成金刚石晶种生产制备粒度为1.5毫米和2毫米的过渡单晶金刚石；

第二步，合成组装块装配，从第一步生产出的过渡单晶金刚石中，分别选择出粒度在1.5毫米及2毫米的100面过渡金刚石，并根据金刚石粒度进行分组使用，将选择并分组好的过渡金刚石依次摆放在合成组装块上，其中2毫米的过渡金刚石一块，摆放在合成组装块中心位置处，1.5米过渡金刚石9块，并环绕2毫米的过渡金刚石呈圆形均布在合成组装块上；

第三步，合成加工，根据人工合成金刚石的生产加工工艺，对第二步装配的合成组装块上的过渡金刚石进行合成生长，但完成合成生长加工后取出所制备的人工合成金刚石即可。

本实施例中，所述第一步中，所制备的过渡单晶金刚石也可做为成品金刚石直接使用。

实施例2

一种人工合成大尺寸单晶金刚石片方法，其特征在于，所述的人工合成大单晶金刚石调色改性加工工艺包括以下步骤：

第一步，生产晶种，利用100面40目的人工合成金刚石晶种生产制备粒度为1毫米和4毫米的过渡单晶金刚石；

第二步，合成组装块装配，从第一步生产出的过渡单晶金刚石中，分别选择出粒度在1毫米及4毫米的100面过渡金刚石，并根据金刚石粒度进行分组使用，将选择并分组好的过渡金刚石依次摆放在合成组装块上，其中4毫米的过渡金刚石一块，摆放在合成组装块中心位置处，4米过渡金刚石12块，并环绕4毫米的过渡金刚石呈圆形均布在合成组装块上；

第三步，合成加工，根据人工合成金刚石的生产加工工艺，对第二步装配的合成组装块上的过渡金刚石进行合成生长，但完成合成生长加工后取出所制备的人工合成金刚石即可。

本实施例中，所述第一步中，所制备的过渡单晶金刚石也可做为成品金刚石直接使用。

如图2所示，一种合成组装块结构，包括合成组装块本体1，所述的合成组装块本体1上表面设定位槽3，并通过定位槽3与人工合成金刚石晶种2连接，所述的定位槽3包括主定位槽31及子定位槽32，其中所述的主定位槽31与合成组装块本体1同轴分布，所述的子定位槽32若干，并环绕主定位槽31呈环状结构分布在合成组装块本体1上表面上，且所述的子定位槽32构成至少一层环状结构，且每层环状结构中均布9—12个子定位槽32，相邻环状结构中的子定位槽32间隔分布，所述的主定位槽31直径为子定位槽32直径的1倍以上。

本实施例中，所述的主定位槽31及子定位槽32侧表均设挡圈33，且挡圈33高度为0.1—3毫米。

本实施例中，所述的主定位槽31与子定位槽32及子定位槽32与子定位槽32间间距为子定位槽32直径的至少1倍。

本实施例中，所述的主定位槽31内人工合成金刚石晶种2粒度为子定位槽32内人工合成金刚石晶种2粒度的1—3倍。

与现有技术相比，本发明可有效提高人工合成金刚石的直径，并实现同批次的人工合成金刚石生产中可同时制备不同直径人工合成金刚石的需要，从而在有效满足市场对单晶金刚石需求的同时，另可有效的满足市场对小直径单晶金刚石的需要，并可有助于降低人工合成金刚石生产的成本。

与现有技术相比，一方面本发明采用的生产工艺规范，操作简便易掌握，可有助于人工合成金刚石产品生产技术的经验积累、交流和生产工艺规范，另一方面可有助于提高人工合成金刚石产品的品质、及质量的稳定性和可靠性。