簡述人造金剛石晶體生長方法

金剛石晶體生長的方法大致可以分為靜壓法、動(dòng)力法、在金剛石亞穩(wěn)定區(qū)中生長金剛石三類。其中靜壓法應(yīng)用廣泛，以下為簡單敘述。

第一種靜壓法，分為靜壓觸媒法、靜壓直接轉(zhuǎn)變法，晶種培育法三種。

靜壓觸媒法以石墨為原料，靜壓觸媒法生產(chǎn)人造金剛石的壓力約為 4.5-6.5萬大氣壓，溫度約為 1200-1400度，此種方法制得的金剛石均為立方結(jié)構(gòu)，此法在工業(yè)中應(yīng)用較為廣泛。

靜壓直接轉(zhuǎn)變法以石墨為坯料，無觸媒，在金剛石熱力學(xué)穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)直接轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸?。但是這種方法因?yàn)槭褂玫膲毫囟忍?，硬質(zhì)合金頂砧損壞非常嚴(yán)重，故無法用于生產(chǎn)。

晶種培育法不同于前兩種方法，美國通用電氣公司用這種方法培育出了寶石級金剛石，標(biāo)志著人造金剛石晶體生長技術(shù)的先進(jìn)水平。這種方法有兩個(gè)重要因素，一是采用金剛石晶種，二是精確控制壓腔中的溫度梯度，這樣可以保證石墨盡可能向晶種傳遞，而不致于形成其他晶體。在反應(yīng)腔體中引入適當(dāng)?shù)碾s質(zhì)，可以使金剛石晶體的性能得到改變，這類金剛石在科學(xué)和技術(shù)上具有重大的意義。

第二種是動(dòng)力法，也稱爆炸法，就是利用烈性炸藥爆炸所產(chǎn)生的沖擊波直接作用于石墨，或者由該沖擊波驅(qū)動(dòng)一塊金屬板高速撞擊石墨，從而產(chǎn)生足夠高的壓力和溫度，使石墨轉(zhuǎn)為金剛石的一種方法。

第三種，在金剛石亞穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)生長金剛石，這種方法有多種，比如氣相法，液相外延生長法，氣液固相外延生長法（VLS法）和常壓高溫合成法等。

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