Шестисторонний верхний пресс
Структура и принцип: Шестисторонний верхний пресс — это обычно используемое устройство для получения монокристаллического алмаза методом высокой температуры и высокого давления. Он в основном состоит из шести верхних молотков, которые оказывают давление на полость синтеза с шести направлений и могут создавать очень высокое гидростатическое давление. В процессе синтеза исходные углеродные материалы, такие как графит и металлические катализаторы, помещаются в полость синтеза, а полость нагревается внешним нагревательным устройством. В то же время шестисторонние верхние молотки оказывают давление для создания среды с высокой температурой и высоким давлением, так что атомы углерода кристаллизуются под действием катализатора, образуя алмаз.
Характеристики применения: Это оборудование может контролировать давление и температуру более точно, а качество синтезированного алмаза относительно стабильно. Например, моя страна достигла многих результатов в исследованиях, разработках и применении шестисторонних верхних прессов. Он может создавать достаточно высокое давление и температуру в относительно небольшом пространстве, что подходит для синтеза монокристаллических алмазов с малыми и средними размерами частиц, и может достичь определенной степени массового производства в промышленном производстве.
Двусторонний верхний пресс
Структура и принцип: Двусторонний верхний пресс оказывает давление на образец через две противоположные головки давления. Его структура относительно проста, в основном состоит из двух верхних и нижних головок давления и опорного устройства. Во время работы давление передается на образец в форме синтеза через головку давления, и образец доводится до состояния высокой температуры с помощью внешнего нагрева. Источник углерода и катализатор помещаются внутрь формы для содействия росту алмаза в условиях высокой температуры и высокого давления.
Особенности применения: Двусторонний верхний пресс может создавать более высокое давление и подходит для некоторых синтетических экспериментов с особенно высокими требованиями к давлению или подготовки алмаза для определенных процессов. Однако из-за его относительно одного направления давления равномерность давления может быть не такой хорошей, как у шестистороннего верхнего пресса. При синтезе крупнозернистого монокристаллического алмаза может возникнуть неравномерный рост кристаллов из-за неравномерного давления.
Высокотемпературная система нагрева
Компоненты: В оборудовании для высоких температур и высокого давления высокотемпературная система нагрева является незаменимой. В основном он включает нагревательные элементы (например, графитовые нагревательные трубки, металлические нагревательные провода и т. д.) и устройства измерения и контроля температуры. В системах с графитом в качестве нагревательного элемента, когда ток проходит через графит, графит нагревается, тем самым обеспечивая тепло для полости синтеза. Устройства измерения температуры (например, термопары и т. д.) могут контролировать температуру в реальном времени и обеспечивать обратную связь с системой управления, чтобы гарантировать, что температура остается в требуемом диапазоне для синтетического алмаза.
Функция: Точный контроль температуры необходим для роста алмаза. Различные комбинации источника углерода и катализатора, а также различные стадии роста могут потребовать различных температурных условий. Например, в некоторых процессах синтеза температуру необходимо контролировать на уровне около 1300-1500 ℃. Высокотемпературная система нагрева может соответствовать этому требованию точного контроля и обеспечивать качество роста и скорость роста алмаза.
Система контроля давления
Компоненты: Система контроля давления в основном включает датчик давления и устройство регулирования давления. Датчик давления может определять давление внутри камеры синтеза в режиме реального времени, преобразовывать сигнал давления в электрический сигнал и передавать его в систему управления. Устройство регулирования давления регулирует давление, регулируя степень продвижения верхнего молота (для шестисторонних верхних прессов и т. д.) или другие методы приложения давления в соответствии с инструкциями системы управления. Функция: В процессе синтеза алмаза стабильность и точность давления оказывают большое влияние на рост кристалла. Например, на этапах зарождения и роста алмаза давление необходимо стабильно контролировать на уровне около 5-10 ГПа. Система регулирования давления может эффективно избегать дефектов кристалла или сбоев роста, вызванных колебаниями давления, обеспечивая плавный ход процесса синтеза.
