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降温工艺对宝石级金刚石单晶品质的影响

肖宏宇 秦玉琨 刘利娜 鲍志刚 唐春娟 孙瑞瑞 张永胜 李尚升 贾晓鹏

降温工艺对宝石级金刚石单晶品质的影响

肖宏宇, 秦玉琨, 刘利娜, 鲍志刚, 唐春娟, 孙瑞瑞, 张永胜, 李尚升, 贾晓鹏
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  • 在国产六面顶压机上,采用温度梯度法,在5.6 GPa,1200–1400 ℃的高压高温条件下,裂晶问题频繁出现的合成周期内,围绕裂晶现象开展了Ib型宝石级金刚石单晶的生长研究,系统考察了降温工艺对宝石级金刚石单晶品质的影响.针对宝石级金刚石单晶常见的裂纹缺陷,借助于扫描电子显微镜,分别对优质金刚石单晶和存在裂纹金刚石单晶的表面形貌进行了表征;利用微区傅里叶转换红外光谱测试手段,对上述两类晶体的N杂质含量分别进行了测试,依据测试结果,对裂晶出现的原因进行了分析;分别采用传统断电降温和缓慢降温工艺,考察了晶体生长结束后的降温工艺对宝石级金刚石单晶品质的影响.结果表明,缓慢降温工艺在很大程度上可以有效抑制裂晶问题出现.另外,从宝石级金刚石单晶品质和单晶受到的外应力两个方面着手,分别对裂晶出现的机理和采用缓慢降温工艺有效解决裂晶问题的机理进行了讨论.
      通信作者: 秦玉琨, qinyukun2046@163.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金(批准号:61007023)、河南省科技攻关计划(批准号:162102210275)、河南省教育厅项目(批准号:16A140044,16A140012)、河南省高等学校骨干教师资助计划(批准号:2015GGJS-112)和河南省高等学校重点科研项目(批准号:17A430004,18A430017)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-01-28
  • 修回日期:  2018-04-18
  • 刊出日期:  2019-07-20

降温工艺对宝石级金刚石单晶品质的影响

  • 1. 洛阳理工学院数理部, 洛阳 471023;
  • 2. 河南理工大学材料科学与工程学院, 焦作 454000;
  • 3. 吉林大学, 超硬材料国家重点实验室, 长春 130012
  • 通信作者: 秦玉琨, qinyukun2046@163.com
    基金项目: 

    国家自然科学基金青年科学基金(批准号:61007023)、河南省科技攻关计划(批准号:162102210275)、河南省教育厅项目(批准号:16A140044,16A140012)、河南省高等学校骨干教师资助计划(批准号:2015GGJS-112)和河南省高等学校重点科研项目(批准号:17A430004,18A430017)资助的课题.

摘要: 在国产六面顶压机上,采用温度梯度法,在5.6 GPa,1200–1400 ℃的高压高温条件下,裂晶问题频繁出现的合成周期内,围绕裂晶现象开展了Ib型宝石级金刚石单晶的生长研究,系统考察了降温工艺对宝石级金刚石单晶品质的影响.针对宝石级金刚石单晶常见的裂纹缺陷,借助于扫描电子显微镜,分别对优质金刚石单晶和存在裂纹金刚石单晶的表面形貌进行了表征;利用微区傅里叶转换红外光谱测试手段,对上述两类晶体的N杂质含量分别进行了测试,依据测试结果,对裂晶出现的原因进行了分析;分别采用传统断电降温和缓慢降温工艺,考察了晶体生长结束后的降温工艺对宝石级金刚石单晶品质的影响.结果表明,缓慢降温工艺在很大程度上可以有效抑制裂晶问题出现.另外,从宝石级金刚石单晶品质和单晶受到的外应力两个方面着手,分别对裂晶出现的机理和采用缓慢降温工艺有效解决裂晶问题的机理进行了讨论.

English Abstract

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