一种金刚石生长试验方法与流程

本发明属于人造金刚石，具体涉及一种金刚石生长试验方法。

背景技术：

1、微波等离子体化学气象沉积(mpcvd)是生产金刚石的一种方法，其利用等离子体在培育腔体内沉积形成金刚石，等离子体由培育气体(甲烷和氢气等)在微波作用下反应生成。

2、金刚石在mpcvd设备内生长的过程中，需要多次获取每一片金刚石在整个生长过程中的生长状态，从而根据该片金刚石的生长状态获知该片金刚石生长过程中的工艺参数(温度、压强等)是否合理。

3、统计当前每一片金刚石生长状态和对应工艺参数，可获得当前整批金刚石生长状态与工艺参数对应关系，若当前整批金刚石生长良好，则整批金刚石生长状态与工艺参数为正关系，若当前整批金刚石生长较差，则整批金刚石生长状态与工艺参数为负关系，此时需要对工艺参数进行调整，以确保整批金刚石于后续生长过程能生长良好。

4、根据获取的整批金刚石生长状态及工艺参数对应关系可对整批金刚石的整个生长过程进行把控，根据整批金刚石于整个生长过程中生长状态的变化，动态调整整批金刚石工艺参数，使得整批金刚石始终处于适宜条件下生长，有利于提高整批金刚石质量。

5、动态调整金刚石工艺参数的过程中，存在金刚石工艺参数调整不合理的问题，例如温度这一工艺参数，当发觉金刚石生长较差需要对金刚石生长温度进行调整时，若无温度调整参考范围，则对温度进行调整时容易出现调整后的温度过高或过低，不适宜金刚石生长，并不能改变金刚石生长较差的现状，甚至加剧金刚石当前所处现状。

6、可进行多次金刚石生长试验，以找出适宜金刚石生长的合理工艺参数，当进行金刚石培育而金刚石生长状态发生变化时，根据适宜金刚石生长的合理工艺参数调整金刚石当前所处工艺参数，能提高金刚石当前工艺参数调整的精确性。

7、金刚石生长试验中，为精确找出适宜金刚石生长的合理工艺参数，需要跟踪记录每一片金刚石在工艺参数调整后生长状态的变化，及每一次工艺参数调整后的工艺参数的数值。根据金刚石生长状态随工艺参数调整而发生的变化，及每一次工艺参数调整后的工艺参数的数值归纳分析出适宜金刚石生长的工艺参数。

8、如何区分每一片金刚石对金刚石生长试验至关重要，区分每一片金刚石的方法有：对金刚石晶种喷码编号，该方法中用于喷码的油墨在高温和培育气体的作用下会消失，同时会对培育腔体造成污染；对培育前后的金刚石外形进行拍照记录，通过前后外形比对区分每一块金刚石，但整批金刚石培育后外形相差不大，通过拍照的方式难以辨认区分每一片金刚石；记录每一片金刚石在生长基台上的位置来区分，该法中金刚石培育结束后，打开培育腔体时强气压差会导致金刚石晶体散落，因而无法通过位置区分每一片金刚石。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供一种金刚石生长试验方法，解决现有金刚石生长试验中难以区分单片金刚石的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种金刚石生长试验方法，包括如下步骤：

4、步骤1：对金刚石晶种进行预处理；

5、步骤2：先将预处理的金刚石晶种进行激光打码，再进行外观及厚度检测，记录外观及厚度检测数据；

6、步骤3：将打码后金刚石晶种放入mpcvd设备内进行生长培育，记录其生长工艺参数数值；

7、步骤4：从mpcvd设备内取出培育后的金刚石，进行外观和厚度的检测记录、以及去杂处理，再将金刚石放入mpcvd设备内并调整生长工艺参数继续培育，记录调整后的生长工艺参数数值；

8、步骤5：重复步骤4直至金刚石沉积生长完成。

9、进一步地，金刚石晶种预处理包括以下步骤：

10、步骤(1)、对金刚石晶种底面打磨；

11、步骤(2)、将打磨后的金刚石晶种进行抛光处理。

12、进一步地，在所述步骤(1)中，对金刚石晶种底面打磨时，采用电动打磨机打磨。

13、进一步地，在所述步骤2中，激光打码打于金刚石晶种底面。

14、进一步地，在所述步骤2中，对金刚石晶种底面进行激光打码，采用光纤激光打码机进行打码。

15、进一步地，在所述步骤4中，对金刚石进行外观和厚度的检测记录、以及去杂处理时，包括以下步骤：

16、步骤a、先将从mpcvd设备培育后取出的金刚石进行外观和厚度检测，记录金刚石当前外观和厚度检测数据；

17、步骤b、然后对金刚石进行去杂处理；

18、步骤c、将去杂处理后的金刚石再次进行外观和厚度检测并记录检测数据。

19、进一步地，采用同一台计算机记录金刚石去杂前后的外观和厚度数据。

20、进一步地，在所述步骤4中，采用同一台相机检测金刚石去杂前后的外观，采用同一台测厚仪检测金刚石去杂前后的厚度。

21、进一步地，在所述步骤4中，对金刚石进行去杂处理时，先采用切割机切除金刚石上杂质，然后对金刚石进行打磨、抛光处理。

22、进一步地，在所述步骤2中，采用相机对金刚石晶种拍照以检测外观，采用测厚仪对金刚石晶种进行厚度检测，采用计算机记录金刚石晶种外观和厚度数据；

23、在所述步骤3中，采用计算机记录金刚石在mpcvd设备内的生长工艺参数数值。

24、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

25、本发明设计科学合理，使用方便，采用激光打码的方式对用于金刚石生长试验的若干片金刚石晶种进行打码编号，解决了现有金刚石生长试验中随试验过程进行而难以区分单片金刚石的技术问题；激光打码的部位位于金刚石晶种底面，如此，打码编号不会随生长试验的进行而被新生出的金刚石晶体和杂质覆盖，有利于在整个试验过程对每一片金刚石的生长进行追踪；本发明使用同一批金刚石晶种进行多次生长，相当于多次金刚石生长试验，减少了金刚石晶种消耗。

技术特征：

1.一种金刚石生长试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种金刚石生长试验方法，其特征在于，金刚石晶种预处理包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种金刚石生长试验方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，对金刚石晶种底面打磨时，采用电动打磨机打磨。

4.根据权利要求1所述的一种金刚石生长试验方法，其特征在于，在所述步骤2中，激光打码打于金刚石晶种底面。

5.根据权利要求1所述的一种金刚石生长试验方法，其特征在于，在所述步骤2中，对金刚石晶种底面进行激光打码，采用光纤激光打码机进行打码。

6.根据权利要求1所述的一种金刚石生长试验方法，其特征在于，在所述步骤4中，对金刚石进行外观和厚度的检测记录、以及去杂处理时，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种金刚石生长试验方法，其特征在于，采用同一台计算机记录金刚石去杂前后的外观和厚度数据。

8.根据权利要求6所述的一种金刚石生长试验方法，其特征在于，在所述步骤4中，采用同一台相机检测金刚石去杂前后的外观，采用同一台测厚仪检测金刚石去杂前后的厚度。

9.根据权利要求1所述的一种金刚石生长试验方法，其特征在于，在所述步骤4中，对金刚石进行去杂处理时，先采用切割机切除金刚石上杂质，然后对金刚石进行打磨、抛光处理。

10.根据权利要求1所述的一种金刚石生长试验方法，其特征在于，在所述步骤2中，采用相机对金刚石晶种拍照以检测外观，采用测厚仪对金刚石晶种进行厚度检测，采用计算机记录金刚石晶种外观和厚度数据；

技术总结
本发明公开了一种金刚石生长试验方法，涉及人造金刚石技术领域。本发明设计科学合理，使用方便，采用激光打码的方式对用于金刚石生长试验的若干片金刚石晶种进行打码编号，解决了现有金刚石生长试验中随试验过程进行而难以区分单片金刚石的技术问题；激光打码的部位位于金刚石晶种底面，如此，打码编号不会随生长试验的进行而被新生出的金刚石晶体和杂质覆盖，有利于在整个试验过程对每一片金刚石的生长进行追踪；本发明使用同一批金刚石晶种进行多次生长培育，相当于多次金刚石生长试验，减少了金刚石晶种消耗。

技术研发人员：候淅燕,袁稳,郑怡,李兵
受保护的技术使用者：成都晶创未来科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15