一种异形宝石级大单晶金刚石颗粒成长腔体结构的制作方法与工艺

文档序号:11781357阅读:506来源:国知局
本实用新型涉及一种异形宝石级大单晶金刚石颗粒成长腔体结构,属人工合成金刚石生产设备技术领域。

背景技术:
目前在人工合成金刚石生产中,尤其是利用气相沉积的方式进行生产过程中,往往需要将金刚石晶种放置在特定的成长腔内部,然后利用外部设备驱使成长原料通入到成长腔内部,并在晶种表面沉积,从而达到金刚石成长的目的,但在实际生产中发现,当前的用于金刚石晶种成长的成长腔结构往往为圆柱形或矩形腔体结构,这种结构虽然可以满足金刚石成长的需要,但原料在进入腔内时,一方面流动速度往往较快,造成原料沉积时间不足,影响金刚石成长速度慢且产品品质较差,同时也会造成较大的物料损耗,另一方面原料在成长腔内部扩算往往不均匀,从而造成同批次的金刚石间成长时运料沉积均匀性较差,从而造成产品质量稳定性不足,因此针对这一现状,迫切需要开发一种新型的金刚石成长用腔体结构。

技术实现要素:
本实用新型目的就在于克服上述不足,提供一种异形宝石级大单晶金刚石颗粒成长腔体结构。为实现上述目的,本实用新型是通过以下技术方案来实现:一种异形宝石级大单晶金刚石颗粒成长腔体结构,包括白云石、叶腊石及加热体,叶腊石呈立方体结构并包覆在白云石外,白云石与叶腊石同轴分布,白云石内设组装腔,组装腔为圆柱管状结构,包括上白云石堵头、下白云石堵头、金刚石晶体生长核心单元及挡块,上白云石堵头、下白云石堵头、金刚石晶体生长核心单元及挡块均与组装腔同轴分布,金刚石晶体生长核心单元与白云石同轴分布,金刚石晶体生长核心单元高度为组装腔高度的1/4—2/3,宽度为组装腔直径的1—5倍,上白云石堵头和下白云石堵头分别与组装腔两端连接,金刚石晶体生长核心单元中心位置不高于组装腔高度的1/7,且其侧壁另设定位滑槽,并通过定位滑槽滑动安装在金刚石晶体生长核心单元内,挡块上设过流孔,且过流孔与组装腔同轴分布,加热体至少两个加热块及一个加热环,其中所述的加热块分别嵌于上白云石堵头、下白云石堵头内,加热环嵌于白云石内并包覆在组装腔外侧,加热环与组装腔同轴分布,且加热环壁厚为组装腔直径的3-5%。进一步的,所述的金刚石晶体生长核心单元包括合金溶剂及耐热绝缘防护层,且耐热绝缘防护层包覆在合金溶剂外侧。进一步的,所述的挡块为一体式结构或由至少两块板体相抵构成。进一步的,所述的过流孔上端面和下端面均设喇叭口状导流结构。进一步的,所述的过流孔横截面为矩形或双曲线结构。进一步的,所述金刚石晶体生长核心单元只设一粒晶种。本新型结构简单,使用灵活方便,一方面可有效提高金刚石晶种的摆放数量,另一方面可有效的改善原料填充的速度及扩散的均匀性,有助于提高各晶种间的原料获取的均衡性,从而达到在提高人工合成金刚石生产效率的同时,另有效改善同批金刚石间的的品质差异,提高产品质量的稳定性和可靠性。附图说明图1为本新型的结构示意图。具体实施方式如图1所示的一种异形宝石级大单晶金刚石颗粒成长腔体结构,包括白云石1、叶腊石2及加热体3,叶腊石2呈立方体结构并包覆在白云石1外,白云石1与叶腊石2同轴分布,白云石1内设组装腔,组装腔为圆柱管状结构,包括上白云石堵头4、下白云石堵头5、金刚石晶体生长核心单元6及挡块7,上白云石堵头4、下白云石堵头5、金刚石晶体生长核心单元6及挡块7均与组装腔同轴分布,金刚石晶体生长核心单元6与白云石1同轴分布,金刚石晶体生长核心单元6高度为组装腔高度的1/4—2/3,宽度为组装腔直径的1—5倍,上白云石堵头4和下白云石堵头5分别与组装腔两端连接,金刚石晶体生长核心单元6中心位置不高于组装腔高度的1/7,且其侧壁另设定位滑槽8,并通过定位滑8槽滑动安装在金刚石晶体生长核心单元6内,挡块7上设过流孔9,且过流孔9与组装腔同轴分布,加热体3至少两个加热块31及一个加热环32,其中加热块31分别嵌于上白云石堵头4、下白云石堵头5内,加热环32嵌于白云石1内并包覆在组装腔外侧,加热环32与组装腔同轴分布,且加热环32壁厚为组装腔直径的3-5%。本实施例中,所述的金刚石晶体生长核心单元6包括合金溶剂61及耐热绝缘防护层62,且耐热绝缘防护层62包覆在合金溶剂61外侧。本实施例中,所述的挡块7为一体式结构或由至少两块板体相抵构成。本实施例中,所述的过流孔9上端面和下端面均设喇叭口状导流结构。本实施例中,所述的过流孔横截面为矩形或双曲线结构。本实施例中,所述金刚石晶体生长核心单元6只设一粒晶种10。本新型结构简单,使用灵活方便,一方面可有效提高金刚石晶种的摆放数量,另一方面可有效的改善原料填充的速度及扩散的均匀性,有助于提高各晶种间的原料获取的均衡性,从而达到在提高人工合成金刚石生产效率的同时,另有效改善同批金刚石间的的品质差异,提高产品质量的稳定性和可靠性。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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