CVD钻石19化学气相沉淀法(也称CVD法)合成钻石概述

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CVD合成钻石

CVD合成钻石

颜色 N:无色-黄色,褐色 C:黄色,金丝鸟黄, 呈块状分布,浓淡明显
天然钻石和CVD合成钻石的区别
磁性 N:无-微弱 C:强,可感觉到
可见光谱 N:415nm、471nm吸收谱线 C:无415nm吸收谱线
导电性N:一般不导电 C:导电
紫外荧光
(紫外荧光灯)
阴极发光图
(阴极发光显微镜)Байду номын сангаас
红外 N:主峰1130cm-1,伴弱峰 1282cm-1,、1365cm-1和 1170cm-1主峰, C:只有1130cm-1,无弱峰
CVD ( Chemical Vapor Deposition )
CVD是一种制备材料的气相生长方法,它是把一种或几 种含有构成薄膜元素的化合物、单质气体通入放置有基材 的反应室,借助空间气相化学反应在基体表面上沉积固态 薄膜的工艺技术。
2.CVD钻石是怎样合成的?
(合成装置)
3. 辨一辨 ?
4. 钻石的4C
O CLARITY净度,每颗钻石都含有天然的内含物,犹如天然胎记, 而这些内含物的数量、大小、形状、颜色则决定一颗钻石的净度及 独特性。顾名思义,内含物藏在钻石之内,而且可呈不同颜色:白、 黑、无色、甚至绿色或红色。大部份内含物都不能以肉眼辨析,须 在10倍放大镜下才明显看到。
COLOR颜色
O COLOR颜色,钻石的颜色越接近纯净的白色,就代表它的质量非 常优异。钻石颜色评鉴和分类是根据GIA制定的标准,从D(优质白 色)到Z(淡黄色或棕色)按字母顺序排列,共分为23个等级。
紫外荧光灯
紫外荧光区别天然钻石与CVD钻石
它们不仅在荧光的颜色上, 而且在颜色的分布方面有明显差异。自 然钻石在长紫外线照射下多见蓝色及少量的黄色荧光, 而在短紫外线下 无或者有较弱的蓝色、黄色荧光, 并且荧光效果呈均匀状或不均匀的带 状分布。而合成的黄色钻石则在长、短紫外线照射下发中—强的黄绿色 荧光, 并且短紫外线的荧光强度强于长紫外线的荧光强度。

CVD钻石合成原理及识别特征

CVD钻石合成原理及识别特征

CVD钻石合成原理及识别特征CVD(化学气相沉积)钻石合成是一种通过在特定的环境条件下利用化学反应来制造人造钻石的方法。

其原理是在密封的高温高压反应室中,将适当的气体混合物引入,气体分解后的碳原子在衬底上沉积形成钻石晶体。

1.准备衬底:选择合适的衬底材料,可以是钨、碳化硅等,表面需进行处理以提高结晶质量。

2.制备气体混合物:通常将氢气和一定的甲烷或其它含碳气体混合,经过预处理后进入反应室。

3.形成激活区:在反应室中提供足够的能量,通常通过微波或其他加热手段提供,使气体混合物分解,释放出游离碳原子。

4.沉积过程:游离的碳原子在衬底上进行结晶生长,逐渐形成钻石晶体。

5.晶体生长:经过一定时间的沉积,钻石晶体逐渐生长,可以采用控制温度、气体浓度和衬底运动等方法来控制其尺寸和形状。

6.冷却与提取:冷却反应室以停止生长,然后将钻石晶体从衬底上取下,进行后续的加工和处理。

1.物理特征:CVD钻石通常具有完整的结晶形态,表面光滑平整,没有明显的晶体缺陷和裂纹。

其颜色可以是无色、黄色或稳定的棕、蓝、绿等,可以通过人工处理改变颜色。

2.光学特征:CVD钻石具有较高的折射率和散射率,其光学性质与天然钻石相似,但可能存在一些区别,如CVD钻石的斑点分布和颜色均匀性可能不如天然钻石。

3.元素特征:CVD钻石中常常含有一些化学特征元素,如氮、硼等,这些元素的含量和分布在一定程度上可以帮助鉴别CVD钻石和天然钻石之间的差异。

4.器械特征:利用特定的测试仪器,如拉曼光谱仪、热导率仪等,可以通过测量CVD钻石样本的物理性质来进行鉴别。

例如,CVD钻石的热导率较低,而拉曼光谱中的特征峰也可能与天然钻石不同。

总之,CVD钻石合成的原理是利用化学反应在高温高压环境下将碳原子沉积在衬底上,通过控制参数和工艺来实现钻石晶体的生长。

识别CVD 钻石的特征主要包括物理特征、光学特征、元素特征和器械特征等。

这些特征可以用于鉴别CVD钻石和天然钻石之间的差异,确保消费者能够选择到真正的钻石产品。

警惕CVD合成钻石及CVD化学气相沉积法合成钻石的鉴别

警惕CVD合成钻石及CVD化学气相沉积法合成钻石的鉴别

警惕CVD合成钻石及CVD化学气相沉积法合成钻石的鉴别国家珠宝玉石质量监督检验中心在近期的日常委托检验中,陆续发现两批次化学气相沉积法合成钻石(简称CVD合成钻石)。

由于此类合成钻石与天然钻石极为相似,在检测过程中仅凭肉眼难以与普通天然钻石区分.一、合成钻石的主要特征CVD经NGTC实验室检验的两批次CVD合成钻石,具有以下共性:1. 大小:克拉重量较大,多数在0.50克拉左右。

2. 颜色:为近无色,颜色级别多在I-J色。

3.净度级别:多数为VS,内部可见黑色包体,与天然钻石中的包体相似,不具金属光泽。

肉眼或显微镜下很难与普通的天然钻石相区别。

4. 紫外荧光:长波紫外灯下无荧光,短波紫外光下具有弱或极弱荧光,无磷光。

5. 检测:建议“进一步检测(II型)”DiamondSure6. 检测:可见蓝绿色荧光以及蓝色磷光,具有该合成方法特征的生长纹理。

DiamondView7. 红外光谱检测:为IIa型,不含氮。

8.光致发光光谱检测:见737nm荧光峰。

NGTC实验室的鉴定结论为CVD合成钻石,且合成后经过热处理。

二、相关信息1. 合成钻石的来源为境外,主要通过香港的采购渠道进入国内市场。

2. 内地钻石商将该类合成钻石视为天然钻石购入,钻石本身未带腰围印记,供应商未附任何说明。

3. 合成钻石交易延用天然钻石的交易规则,一般成手批发,报价平均比天然钻石低10%左右。

三、建议1. 相关珠宝玉石首饰检测机构加强对技术人员的专业培训,严格规范钻石检测排查流程,提高警惕,保证钻石鉴定分级结论的准确可靠。

2. 建议各相关企业加强对业务人员的培训和指导,适当增加简易的技术手段,如钻石发光性的观察等,在钻石交易过程中提高防范意识,遇有疑问,要借助有资质的实验室的专业技术力量,严把企业进货的质量关。

记得在一次中国地质大学(武汉)珠宝学院的珠宝文化论坛上,杨明星院长讲述今年他在GAAJ (Gemmological Association of All Japan全日本宝石协会)参观的经历。

cvd培育钻石工艺流程

cvd培育钻石工艺流程

CVD培育钻石工艺流程引言化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,简称CVD)是一种常用的合成人造钻石的方法。

通过在高温高压条件下,利用化学反应在金刚石晶体表面沉积碳原子,逐层生长形成人造钻石。

本文将详细描述CVD培育钻石的工艺流程,包括前处理、原料准备、反应室组装、加热和冷却过程等。

工艺流程步骤1. 前处理•清洗衬底:将衬底(一般为金刚石片)放入溶剂中进行超声清洗,去除表面杂质和污染物。

•刻蚀衬底:使用酸性或碱性溶液对衬底进行刻蚀处理,去除残留的污染物和损伤层。

2. 原料准备•甲烷气体:甲烷是CVD合成钻石的主要原料之一。

通过高纯度甲烷气体源供应系统提供稳定的甲烷气体。

•载气:常用的载气有氢气和氮气,用于稀释甲烷和调节反应环境。

3. 反应室组装•反应室:选择合适的反应室材料(如石英)制作反应室。

确保反应室具有良好的密封性和耐高温、耐腐蚀性能。

•衬底安装:将经过前处理的衬底放入反应室中,固定在衬底架上。

4. 加热过程•真空抽取:通过真空泵将反应室内部抽取至一定真空度,排除空气和杂质。

•加热:使用电阻加热器或其他加热方式对反应室进行加热,使其达到合适的温度(通常为900-1200摄氏度)。

•稳定温度:保持稳定的温度一段时间,以使衬底充分均匀地升温,并达到适当的生长条件。

5. 反应过程•注入原料:在稳定温度下,通过控制流量仪表将甲烷和载气注入到反应室中。

甲烷分解产生的碳原子在衬底表面沉积形成钻石晶体。

•生长时间:根据需要,控制反应持续的时间,以控制钻石晶体的厚度和质量。

6. 冷却过程•停止原料注入:在达到预定生长时间后,停止甲烷和载气的注入。

•冷却:通过控制加热源关闭或其他冷却方式,使反应室温度逐渐降低。

•冷却时间:保持适当的冷却时间,使培育出的钻石晶体充分固化。

7. 反应室打开和取出钻石•反应室打开:待反应室温度降至安全范围后,打开反应室,并小心取出衬底。

•取出钻石:将衬底放入酸性溶液中进行蚀刻,去除未被完全生长成钻石的部分。

化学气相沉积法名词解释

化学气相沉积法名词解释

化学气相沉积法名词解释
化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,CVD)是一种常用的化学气相沉积技术,用于在固体表面上沉积薄膜或纳米结构材料。

在CVD过程中,化学气体通过化学反应在固体表面上沉积出固体产物,通常在高温和大气压下进行。

CVD通常包括热CVD、等离子体增强CVD、金属有机化学气相沉积等多种形式。

在CVD过程中,通常需要提供一种或多种反应气体,这些气体在反应室中与固体表面发生化学反应,生成沉积物。

反应气体通常是一些有机物、金属有机物或卤化物,可以通过热解或氧化反应来沉积出所需的材料。

CVD技术可以用于生长碳纳米管、石墨烯、金属薄膜、氧化物薄膜等材料。

CVD技术具有许多优点,例如可以在大面积、复杂形状的基板上进行沉积,可以控制沉积薄膜的厚度和成分,并且可以在较低的温度下进行。

同时,CVD也存在一些挑战,例如需要严格控制反应条件、气体流动和温度分布,以确保沉积物的均匀性和质量。

总的来说,化学气相沉积法是一种重要的薄膜和纳米结构材料制备技术,广泛应用于半导体、光电子、纳米材料等领域。

通过
CVD技术,可以制备出具有特定性能和功能的薄膜和纳米结构材料,为现代科学技术的发展提供了重要支持。

CVD钻石19化学气相沉淀法合成钻石概述

CVD钻石19化学气相沉淀法合成钻石概述

CVD钻石19化学气相沉淀法合成钻石概述CVD钻石的合成过程可以分为几个主要步骤。

首先,需要准备一个含有碳源的气体混合物。

常用的碳源包括甲烷、乙烯和乙炔等。

这些气体混合物通常还包含氢气作为稀释剂。

在合成过程中,还会添加一些杂质气体以调控钻石的性质和质量。

其次,需要一个合适的衬底作为钻石生长的基底。

常用的衬底材料包括金刚石薄片、硅衬底和石英衬底等。

衬底材料需要具有良好的热传导性能和与钻石晶格匹配的特性。

然后,在高温高压的环境下,将气体混合物注入到反应室中。

此时,需要通过各种控制参数,如温度、压力和气体流动速率等,来调控合成过程。

在高温下,碳源气体会发生热裂解反应,产生碳原子。

这些碳原子会在衬底表面沉积,并形成钻石晶格结构。

最后,在合成过程中,可以通过控制衬底的温度和压力来调控钻石的生长速率和质量。

同时,还可以通过控制气体混合物的组成和添加适量的杂质气体来调控钻石的性质,如颜色和导电性等。

CVD钻石的合成具有一些优势。

首先,它可以在相对较低的温度下合成钻石,相比于高温高压合成方法,更加简单和经济。

其次,CVD钻石具有较高的纯度和晶格完整性,可以制备出高质量的钻石材料。

此外,CVD 钻石还可以控制钻石的生长方向、形状和尺寸等,可以满足不同应用领域的需求。

然而,CVD钻石的合成也面临一些挑战。

首先,合成的钻石需要长时间的过程,并且生长速率相对较低。

此外,在合成过程中还会产生一些杂质和缺陷,影响钻石的质量。

因此,控制合成条件和优化合成过程是提高CVD钻石质量的关键。

总的来说,CVD钻石通过化学气相沉积法在高温高压的条件下,通过碳源气体的热裂解反应合成钻石晶体。

它具有合成条件控制灵活、可定制性强和合成成本较低等优点,并且可以制备出高质量和纯度的钻石材料。

然而,CVD钻石的合成也面临一些挑战,如合成时间长和产生杂质和缺陷等。

因此,进一步的研究和优化合成过程是提高CVD钻石质量和应用范围的关键。

合成钻石的方法及原理

合成钻石的方法及原理

合成钻石的方法及原理
合成钻石的方法有两种:高温高压法和化学气相沉积法。

1. 高温高压法:这种方法是通过在高温(约1500-2000摄氏度)和高压(约5-6兆帕)的条件下,模拟地球内部的地质环境来制造钻石。

该过程使用金属容器内的碳源,如石墨,使石墨在高温高压下固态反应,转变为钻石。

基本原理是在这种环境下,碳原子会以晶格排列的方式结合起来形成钻石的结构。

2. 化学气相沉积法:这是一种更常见的合成钻石的方法,其中钻石是通过在特殊的气氛下,使用化学气相淀积技术将气体中的碳沉积在衬底上制成的。

通常,还需要一种含有碳源化合物(如甲烷)的气体混合物,以在高温下解离产生游离碳原子,然后这些碳原子在衬底上沉积形成钻石。

这两种方法都能制造出高质量的人造钻石,但高温高压法通常用于制造大型和高质量的钻石,而化学气相沉积法则适用于制造小型和低成本的钻石。

无论哪种方法,合成钻石的基本原理都是通过控制碳原子的排列来构建钻石的晶体结构。

CVD钻石合成原理及识别特征

CVD钻石合成原理及识别特征

CVD钻石合成原理及识别特征一、CVD钻石合成原理CVD(Chemical Vapor Deposition)是一种利用气相化学反应合成钻石的方法。

其基本原理是在一定的条件下,将含有碳源气体的化学混合物通过化学反应沉积在基底上,形成纯净的钻石膜。

1.准备反应气体:通常会选择含有高浓度甲烷(CH4)的混合气体,甲烷是一种碳源气体,也是形成钻石晶体的原料。

2.反应室:将经过预处理的基底置于反应室中,反应室一般为高温高压容器,能提供合适的反应条件。

3.流程控制:控制反应室中气体的流量和压力,使其能够在一定的条件下反应,生成钻石晶体。

4.化学反应:甲烷气体在高温高压条件下分解,释放出碳原子。

这些碳原子在表面上凝聚并结晶,形成钻石晶体。

5.结晶与沉积:经过一段时间的化学反应过程,钻石晶体会逐渐生长并沉积在基底上,形成钻石膜。

6.后处理:对合成的钻石膜进行冷却和处理,使其能够达到合适的质量和性能。

二、CVD钻石的识别特征1.形状和颜色:CVD钻石通常具有规则的形状,例如六角形或正方形。

而天然钻石则可能具有各种形状,例如圆形、梨形、心形等。

此外,CVD钻石的颜色往往比较饱满且均匀,而天然钻石的颜色常常存在一些细微的色差。

2.外观特征:CVD钻石表面常常呈现出一种均匀的斑纹状或镜面光泽。

而天然钻石通常具有不规则的表面纹理和花纹。

3.内包体:CVD钻石一般不包含与天然钻石相同类型和形态的内部包裹体。

内部包裹体是天然钻石形成过程中的痕迹,例如云雾状体、纤维状体和金红石包裹体等。

4.物理特性:CVD钻石的物理特性也与天然钻石存在一些差异。

例如,CVD钻石的相对密度通常较低,硬度可能较弱。

此外,CVD钻石的热导率和电导率可能与天然钻石不同。

5.光学特性:CVD钻石在透光性和折射率方面可能与天然钻石存在一些差异。

CVD钻石的折射率可能较高,使得其独特的折射效果和光线反射。

综上所述,CVD钻石的合成原理是利用气相化学反应生成纯净的钻石晶体。

CVD钻石19化学气相沉淀法合成钻石概述

CVD钻石19化学气相沉淀法合成钻石概述

CVD钻石19化学气相沉淀法合成钻石概述CVD(化学气相沉淀)法合成钻石是一种高温高压的化学过程,在这个过程中,以气相中的碳源为原料,通过热化学反应在钻石表面沉积碳原子,最终形成钻石晶体。

CVD法合成的钻石可以制备出高质量的大面积单晶,具有广泛的应用前景。

CVD法合成钻石的过程主要包括:原料气体制备、反应器和条件、沉积反应和生长机制等。

首先,需要制备合适的原料气体,通常选择甲烷(CH4)作为碳源,高纯度的氢气(H2)作为载体气体,将它们混合,并将气体充入反应器中。

反应器通常使用高温高压的环境,通常在1000-1400摄氏度和20-100大气压之间。

在反应器内,甲烷分解产生游离的碳原子,碳原子在金刚石衬底表面沉积形成钻石晶体。

一般来说,还需要加入适量的添加剂,如BOC钼盐、吡啶、镁等,以调控沉积速率和晶体质量。

CVD法合成钻石具有以下优点:首先,相对于天然钻石和化学合成钻石,CVD合成钻石可以制备出大面积的单晶,这对于制备钻石片和光学器件等具有重要意义;其次,CVD法合成钻石的化学过程可以进行多种改性处理,使得合成的钻石具备不同的性质和应用特点;此外,CVD法合成钻石的成本相对较低,可以实现大规模的产业化生产。

CVD法合成钻石的机理主要有两个:热裂解机理和化学反应机理。

热裂解机理认为,当甲烷气体在高温高压环境下传输到钻石表面时,发生了热裂解反应,将甲烷分解生成游离的碳原子,并在钻石表面沉积形成钻石晶体。

化学反应机理认为,在热裂解反应的基础上,氢气和其他添加剂参与了化学反应,调控了生长速率和晶体质量。

随着技术的不断进步,CVD法合成钻石在各个领域的应用也越来越广泛。

例如,CVD合成的钻石作为光学材料,具有高光学质量和热导率,可以用于制备高性能激光器、光学窗口和透镜等;此外,CVD法合成的钻石还可以应用于半导体材料、电子器件和生物医学领域,如制备高质量的电子材料、电子器件散热材料以及生物传感器等。

总之,CVD法合成钻石是一种重要的化学过程,可以制备出高质量的大面积单晶钻石。

cvd合成钻石原理

cvd合成钻石原理

cvd合成钻石原理
CVD合成钻石(Chemical Vapor Deposition diamond)是一种利用化学气相沉积技术合成高质量钻石的方法。

其原理主要包括以下几个步骤:
1. 提供碳源:通过提供合适的碳源,如甲烷(CH4)、乙烯(C2H4)等,为合成钻石提供供应碳原子的基础。

2. 离子化碳源:将碳源离子化,通常使用射频等离子体产生电子和离子。

3. 沉积碳原子:在合成钻石的衬底上,通过控制反应气体的流动速度和温度等条件,使离子化的碳原子沉积在衬底表面。

4. 结晶生长:沉积的碳原子在衬底表面逐渐结晶生长,形成多个晶体粒子。

5. 高温高压处理:将合成的钻石晶体置于高温高压的环境中,通过模拟地球深部的高温高压条件,促使钻石晶体的生长和完善。

6. 收集和处理:将合成的钻石晶体从衬底上剥离,并经过去除杂质和加工处理,得到高纯度的合成钻石。

CVD合成钻石的原理基于碳源离子化和碳原子沉积的过程,通过控制反应条件和高温高压处理等手段,达到合成高质量钻
石的目的。

这种方法可以在实验室中生产出大面积、高纯度的钻石,应用于珠宝、工具、光学和电子等领域。

二氧化碳提炼钻石的原理

二氧化碳提炼钻石的原理

二氧化碳提炼钻石的原理二氧化碳提炼钻石是一种人工合成钻石的方法,也被称为化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,CVD)。

CVD是一种利用气相反应在高温高压条件下合成材料的方法,该方法已经被广泛应用于合成钻石、金刚石薄膜、硼氮化物等材料的生产中。

二氧化碳提炼钻石的过程主要分为两个步骤:净化和沉积。

首先,净化步骤是对二氧化碳气体进行净化处理,以确保原料气体的纯度。

二氧化碳气体由分压阀进入净化链,经过低温热电耗电板、吸附器等净化设备的处理,去除含有杂质的气体,得到高纯度的二氧化碳气体。

接下来是沉积步骤。

高纯度的二氧化碳气体进入沉积装置,常见的沉积装置有等离子体、微波、火焰一氧化碳热等多种形式。

这些设备通过提供高温高压的环境,使二氧化碳气体分解为碳离子,然后这些碳离子沉积在衬底上形成钻石。

整个沉积过程中需要控制多个参数,包括沉积温度、沉积压力、沉积时间、输送速度等。

这些参数的选择取决于所需的钻石质量和尺寸。

在沉积过程中,碳离子在衬底表面上通过离子输运、表面扩散等机制行进,逐渐形成晶体生长核心。

这些晶体生长核心会不断增大,直到达到所需的钻石尺寸。

二氧化碳提炼钻石的优势在于可以实现自定义生长钻石的形状、尺寸和纯度,并且具有自然钻石所不具备的一些特性。

例如,可以通过添加掺杂物改变钻石的颜色,或者在钻石表面上沉积其他材料形成复合结构。

此外,二氧化碳提炼钻石的制备过程相对较短,比传统的人工合成方法更高效。

这使得二氧化碳提炼钻石成为工业应用中的一种重要方式,广泛应用于珠宝、切割工具和光学领域等。

综上所述,二氧化碳提炼钻石是一种基于CVD技术的人工合成钻石的方法。

通过净化二氧化碳气体并在适当的条件下使其分解沉积在衬底上,可以获得定制化的钻石材料。

这种方法具有高效、灵活和可控性的特点,为钻石材料在各领域的应用开拓了新的可能性。

人工钻石的发展历程

人工钻石的发展历程

人工钻石的发展历程
人工钻石的发展历程可以追溯到19世纪,当时化学家们开始
研制合成钻石的方法。

最早成功合成钻石的人是法国化学家Henri Moissan,他在1893年使用高温高压方法合成了微小的
钻石晶体。

然而,这些合成钻石晶体的质量非常差,无法用于实际应用。

随着科学技术的不断发展,合成钻石的质量和尺寸逐渐得到提高。

在20世纪50年代,高压高温合成技术取得了突破。

瑞典物理学家Ake Göransson和他的团队成功合成了大约1毫米大
小的合成钻石晶体,这被认为是第一次成功合成实用尺寸钻石的里程碑。

在20世纪80年代,化学气相沉积(CVD)技术的发展进一
步推动了人工钻石的发展。

CVD技术使用气相材料沉积在基
底上,逐层生长钻石晶体。

这种方法可以控制合成钻石的质量和尺寸,使得商业化生产成为可能。

随着CVD技术的改进,人工钻石的质量越来越接近天然钻石。

现代的合成钻石可以达到与高质量天然钻石几乎相媲美的物理和化学性质。

因此,人工钻石在珠宝行业越来越受欢迎。

此外,人工钻石在实际应用中也有着广泛的用途。

人工钻石可以用于工业领域,例如切割和研磨硬材料、制造电子设备和医疗器械等。

由于人工钻石具有出色的热导性能和化学稳定性,因此在一些特殊领域,如高功率激光器和核聚变反应中,它们也被广泛应用。

总之,人工钻石的发展经历了数十年的进步和突破,从最初的微小晶体到现在接近天然钻石的质量,成为珠宝行业和工业应用领域的重要材料。

宝石级人造钻石(大颗粒单晶金刚石)的设备介绍MPCVD新型的方法

宝石级人造钻石(大颗粒单晶金刚石)的设备介绍MPCVD新型的方法

宝石级人造钻石(大颗粒单晶金刚石)的设备介绍----MPCVD新型的方法介绍CVD金刚石设备,主要为微波CVD设备,是被公认的能够制备高品级的大颗粒金刚石和大面积金刚石厚膜。

有需要CVD设备,主要提供1 kW 5 kW 8 kW 微波等离子体CVD 设备,也欢迎咨询!目前化学气相沉积(CVD)法制备金刚石主要有:热丝CVD,直流电弧CVD,微波等离子体CVD。

这些方法在本质上都是用某种形式的能量来激励和分解含碳化合物气体分子,并在一定条件下使金刚石在基片表面成核和生长。

用于刀具涂层的热丝设备能够工业化得直流设备能够制备高品级钻石的微波设备热丝CVD 直流CVD 微波CVD各自的内部结构图,可以发现三者就是激发等离子体的方式不一样,有各自的优缺点做出来的金刚石的质量也是不一样的哦,看对比就知道了热丝主要用于刀具涂层上直流法生长不够稳定微波法最好,但是耗资较大三者对比可是看的出来的哦,三种方法做出来的东西就是不一样的因此,只有微波法能做出高品级金刚石!直接看看微波CVD金刚石的应用就知道好了:光学级金刚石能够应用到各个领域更重要的是,可以做钻石的!apollo公司生产0.28-0.67克拉的粉红CVD钻石,目前无色钻石最大可达16克拉微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)是制备高品质金刚石膜的首选方法。

主要优点为:无内部电极,可避免电极放电污染;运行气压范围宽; 能量转换效率高;可以产生大范围的高密度等离子体;微波和等离子体参数均可方便地控制等. 所以,它是制备大面积均匀、无杂质污染的高质量金刚石膜的有开发前景的重要方法.MPCVD 装置通常分为微波系统、等离子体反应室、真空系统和供气系统等四大部分. 微波系统包括微波功率源、环行器、水负载、阻抗调配器,有时还包括测量微波入射和反射功率的定向耦合器及功率探头和显示仪表. 微波频率通常选用工业用加热频段的2. 45GHz. 真空和统由真空泵、真空阀门和真空测量仪器(包括真空规管和显示仪器) 组成. 供气系统由气源、管道和控制气体流量的阀和流量计等组成. 这三个部分各自都是通用型的,可以适用于各种类型的MPCVD 装置和其他用途的实验装置. 等离子体反应室包括微波与等离子体的耦合器、真空沉积室以及基片台等. 不同类型的PCVD 装置的区别在于等离子体反应室形式的不同. 从真空沉积室的形式来分,有石英管式、石英钟罩式和带有微波窗的金属腔体式. 从微波与等离子体的耦合方式分,有表面波耦合式、直接耦合式和天线耦合式.在过去的20年里,金刚石膜MPCVD装置经历了从早期的石英管、石英钟罩式,到后期的圆柱谐振腔式、椭球谐振腔式以及圆周天线式(CAP)谐振腔的发展。

“种”出美丽的钻石

“种”出美丽的钻石

“种”出美丽的钻石钻石,自古以来被誉为珠宝界的皇后。

其高贵、耀眼的光芒,引得人们为之倾倒。

你是否听说过“种”出美丽的钻石呢?这听起来似乎有些匪夷所思,但实际上,这已经成为了当今钻石行业中的一种创新技术。

要“种”出美丽的钻石,并非是通过原始的矿石开采和加工,而是通过以人为媒介的人工合成方式。

这种先进的技术,被称为化学气相沉积法(CVD)和高温高压法(HPHT)。

在这两种方法中,CVD技术更为先进和广泛应用。

CVD技术是一种采用化学气相沉积方法合成纯钻石的技术。

通过在真空室中,用一种含有碳氢化合物的气体与钻石种子(通常是天然钻石颗粒或人工合成的多晶钻石)反应,从而催化钻石的生长。

反应过程中,气体中的碳原子会在钻石种子表面结晶,逐渐形成完整的钻石晶体。

这样所得到的钻石,几乎跟天然钻石无异,拥有相同的物理和化学特性。

相比之下,传统的采矿和加工方法是一种非常耗时且不环保的方式。

这种方式需要深入地下挖掘钻石矿石,然后进行多个工序的加工和磨光。

在此过程中,不仅耗费人力物力,而且对地球环境造成了很大的破坏,还存在着一定的伦理和道德问题,比如非法采矿和剥削劳动力。

通过人工合成钻石成为了一种解决这一问题的创新方式。

除了环保方面的优势,人工合成钻石还有一些其他的优点。

人工合成钻石的生长时间相对较短,通常只需几日到几周不等,而天然钻石则需要数百万年的时间来形成。

这使得人工合成钻石具有更高的生产效率和产量。

人工合成钻石可以实现更大尺寸的生长,以满足不同消费者的需求。

人工合成钻石的价格也相对较低,可以使更多的人享受到钻石的美丽。

尽管人工合成钻石具有种种优点,但在市场上仍然存在一些争议。

一方面,天然钻石行业担心人工合成钻石的出现将对其市场造成冲击。

有些消费者对人工合成钻石持怀疑态度,担心其质量和价值。

为了解决这些问题,许多人工合成钻石生产商已经开始采取措施,如对人工合成钻石进行标识,以便消费者明确区分。

不可否认的是,通过“种”出美丽的钻石,人工合成技术已经成为了钻石行业的一种重要创新。

钻石的制造原理及应用

钻石的制造原理及应用

钻石的制造原理及应用钻石的制造原理和应用非常广泛,涵盖了科学、工程、装饰、珠宝等多个领域。

下面我将对钻石的制造原理和应用进行详细的解释。

首先,钻石的制造原理主要包括天然钻石和人造钻石两种类型。

1. 天然钻石:天然钻石是地球地壳中经过地质作用形成的一种矿物。

它主要由碳元素构成,在地壳深处的高温高压环境下经过数亿年的化学反应形成。

天然钻石具有独特的物理和化学特性,如高硬度、高折射率、高热导率等。

2. 人造钻石:人造钻石是通过人工合成的一种钻石类似物。

人造钻石按制造方法分为两种:HPHT法和CVD法。

- HPHT法:HPHT是高压高温(High Pressure High Temperature)的缩写,是指使用高温高压条件下,将碳源物质(如石墨)和金属催化剂放置在钻石结晶种子上,通过化学反应来合成钻石。

这种方法可以模拟地壳内的自然形成过程,制造出与天然钻石具有相似物理和化学特性的人造钻石。

- CVD法:CVD是化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition)的缩写,是指在高温条件下,通过将含有碳氢化合物的气体注入反应室,利用化学反应使碳元素析出并在钻石晶种上生长。

CVD法制造的人造钻石具有高纯度、高均匀性和大尺寸等优点。

在应用方面,钻石具有以下几个主要的应用领域:1. 金刚石工具:由于钻石具有极高的硬度和耐磨性,因此广泛应用于石油钻探、矿山开采、切割、研磨等领域的工具制造,如钻头、钻具、磨粒等。

2. 光学领域:由于钻石具有较高的折射率和光学透明性,因此可以用于制造高质量的光学元件,如激光器窗口、光学镜片、棱镜等。

3. 电子领域:钻石具有较高的热导率和较低的电阻率,因此被广泛应用于电子散热材料的制造。

此外,钻石还可用于制造高频电子器件和半导体材料。

4. 珠宝饰品:钻石因其稀有性、美丽性和硬度而成为珠宝首饰的首选材料。

钻石的大小、颜色、净度和切工等特性决定了其价值和品质。

5. 工业领域:钻石可用于制造砂轮、研磨原料、抛光材料、切割工具等,广泛应用于机械、航空、化工、建筑等工业领域。

百科知识精选CVD钻石

百科知识精选CVD钻石

CVD合成钻石CVD合成钻石频现引珠宝市场警惕针对合成钻石、充填钻石、高温高压处理钻石,特别是近期CVD (ChemicalVaporDeposition)化学气相沉淀合成钻石的出现,给珠宝市场带来很大困扰,质监部门日前联合天津质检协会珠宝首饰分会和天津金宝饰品监督检验中心,召开了合成钻石情况通报及经营警示会。

市金宝饰品监督检验中心专家提醒广大商家和消费者,本市检验部门有能力对合成钻石进行鉴定,商家与消费者不必惊慌。

质量技术监督部门表示,将进一步加大监管力度,严防合成钻石冲击珠宝市场,更好地保护消费者合法权益。

有关人士提醒珠宝经营者,要提高防范意识,把好进货渠道,防止合成钻石与天然钻石混淆。

同时提醒广大消费者,谨慎在国外或异地的新兴市场购买贵重钻石饰品,如果一定购买必须开具有中文说明的票据并索要权威部门检验证书。

概要所谓CVD(Chemical Vapor Deposition化学气相沈淀)钻石是以一块天然钻裸石为母石,利用高纯度甲烷、加上氢、氮等气体辅助,在微波炉中以高压方式,让甲烷中与钻石一样的碳分子不断累积到钻石原石上,经过一层层增生,可形成大至10克拉之透明钻石。

为使CVD的钻石生长顺利,碳源常用已具钻石结构的甲烷。

甲烷可视为以氢压出的单原子钻石。

这种「长大」的钻石,品质与天然钻石几无二致,肉眼难辨。

CVD生长钻石膜的瓶颈乃在避免碳氢化物形成石墨,因此氢原子应比碳源多很多。

碳源浓度决定了钻石膜的生长速率,但碳源太高时氢原子会来不及维护钻石结构而使分解出的碳变成石墨。

因此碳源太浓反而会降低转化成钻石的比率。

碳源的浓度和温度决定了钻石随方向生长速率的差异,因此也决定了钻石的晶形。

氢原子的浓度不仅决定了钻石膜是否能成长,也决定了钻石膜的质量。

氢原子产生的比率不太受气体,但和温度有直接关联。

随着热源温度的降低及距离的增大,氢原子的浓度也会急遽下降。

相关介绍CVD(Chemical Vapor Deposition化学气相沈淀)钻石的影响1. 颠覆对钻石价值观过去号称要百万年才能结晶的昂贵钻石,可以在实验室中不到一周就制造完成,颠覆了一般人对钻石的价值观感。

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CVD钻石
化学气相沉淀法(也称CVD法)合成钻石概述
化学气相沉淀法,简称CVD法,可以用于人工合成钻石。

最近,由于技术的突破,可以生产出大颗粒的钻石,国检中心在近期日常委托检验中,陆续发现了两批次CVD合成钻石,证明CVD合成钻石已经进入国内市场,引起了大家的关切。

笔者从宝石人工合成的角度,介绍一下化学气相沉淀法(也称CVD法)合成钻石。

一、化学气相沉淀法(也称CVD法)合成钻石的历史和现状
但当时CVD法生长钻石的速度很慢,以至很少有人相信其速度能提升到可供商业性生长。

从1956年开始俄罗斯科学家通过研究,显著提高了CVD合成钻石的速度,当时是在非钻石的基片上生长钻石薄膜。

20世纪80年代初,这项合成技术在日本取得重大突破。

钻石的生长速度已超过每小时1微米(0.001mm)。

这在全球范围内引发了将这项技术用于多种工业目的的兴趣。

图1 无色-褐色CVD合成钻石
一颗由美国CVD钻石公司(CVD钻石中国公司www.cvd.hk,,)
生产的高温高压(HPHT)处理的化学气相沉积法(CVD)合成钻石,重0.226克拉20世纪80年代末,开始从事CVD法合成钻石的研究,并迅速在这个领域取得领先地位,提供了许多CVD合成多晶质钻石工业产品。

这项技术也在珠宝业得到应用,用于某些天然宝石也包括钻石的优化处理。

尽管当时CVD合成钻石的生长速度有了很大提高,使得有可能生长出用于某些工业目的和宝石镀膜的较薄的钻石层,但要生产可供切磨刻面的首饰用材料,因需要厚度较大的单晶体钻石,仍无法实现。

一颗0.5克拉圆钻的深度在3mm以上,若以每小时0.001mm速度计算,所需的钻坯至少要生长18周。

可见,低速度依然是妨碍CVD法合成厚单晶钻石的主要因素。

进入20世纪90年代,CVD合成单晶体钻石的研发取得显著进展。

进入本世纪,首饰用CVD合成单晶体钻石的研发有了突破性进展:
多年从事CVD合成单晶钻石的研发。

2003年秋开始了首饰用CVD合成单晶钻石的商业性生产,主要是Ⅱa型褐色到近无色的钻石单晶体,重量达1ct或更大些。

同时,开始实验性生产Ⅱa型无色钻石和Ⅱb型蓝色钻石。

阿波罗钻石公司预计其成品刻面钻石在2005年的总产量为5000 - 10000ct,大多数是0.25到0.33ct的,但也可生产1 ct的(图1,图2)。

CVD钻石的设备及合成工艺由于技术方法的改进,他们已能高速度(每小时生长100微米)生长出5到10ct的单晶体,这个速度差不多5倍于用高压高温方法和其他CVD方法商业性生产的钻石。

他们还预言能够实现英寸级(约300ct)无色单晶体钻石的生长。

由此可见,首饰用CVD合成钻石的前景是十分喜人的,它对于钻石业的影响也是不可
低估的。

三、CVD法合成钻石与天然钻石的区分
另外,CVD合成钻石的工艺和技术发展很快,真的可以用“日新月异”来形容,鉴定特征通常是合成钻石中存在的缺点,已经编进书的鉴定特征都是若干年前看到的,可能会被合成的新技术和新方法克服而找不到,笔者建议参考中宝协国家鉴定中心发布的最新CVD合成钻石鉴定特征更好。

附CVD合成钻石的主要特征
经NGTC实验室检验的两批次CVD合成钻石,cvd法合成钻石具有以下共性:
1.大小:克拉重量较大,多数在0.50克拉左右。

2.颜色:为近无色,颜色级别多在I-J色。

3.净度级别:多数为VS,内部可见黑色包体,与天然钻石中的包体相似,不具金属光泽。

肉眼或显微镜下很难与普通的天然钻石相区别。

4.紫外荧光:长波紫外灯下无荧光,短波紫外光下具有弱或极弱荧光,无磷光。

5. DiamondSure检测:建议“进一步检测(II型)”
6. DiamondView检测:可见蓝绿色荧光以及蓝色磷光,具有该合成方法特征的生长纹理。

7.红外光谱检测:为IIa型,不含氮。

8.光致发光光谱检测:见737nm荧光峰。

CVD钻石验证真伪、真假、防伪、检测、鉴定、辨别、检查、检验、测试
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