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化学气相沉积法(CVD)原理

时间:2022-07-13 10:39:25

化学气相沉积法(CVD)原理:在超高温与低压条件下从氮、甲烷、氢气的混合气体中离解出活性碳原子,通过控制沉积生长条件促使碳原子在晶体上沉积交互生长出金刚石晶体。技术应用上,CVD法可细分为微波等离子体CVD法、直流电弧等离子体法、热丝CVD法和火焰燃烧CVD法,四种细分CVD法原理相同,仅是碳原子沉积设备有所差异。当前微波等离子体法是CVD技术合成钻石的主流方法,具备无污染,质量高,纯度高,生长面积可控等优势。

苑执中,中山大学钻石博士,河南国钻新材料科技有限公司董事长,从事钻石加工、鉴定、研究及教学超过四十五年。现从事首饰钻石加工、高温高压、化学气相沉积(CVD)单晶、多晶钻石生长及应用的研究、生产。于纽约、台北、郑州设有鉴定所及钻石切磨、生长工厂。

培育钻石是在一定环境下把非钻石结构的碳转化成钻石结构的碳。而培育钻石又主要分为两种,一种是高温高压法合成钻石,另一种就是CVD钻石。CVD化学气相沉积,具体来说就是钻石从碳氢化合物气体混合物中生长,在真空室中承受中等压力和温度。

之前去质监站和一些老师聊天的时候他们告诉我说越来越多的CVD合成碎钻混在天然钻石里面流入市场,图中某大牌款,所有碎石在短波紫外下强绿色荧光,并伴随有长达30秒之久的磷光,可以基本判断为高温高压合成II型钻石。

在检测该颗钻石生长状况的检验中,明显的表现出连续生长无断层过程的特征现象,深短波紫外激发的荧光成像显示了自然生长的CVD钻石的典型橙红色荧光。带有不规则的蓝色“条带”,揭示了多达七个生长层,只有纯自然生长的钻石才有该种表现。(图3)

CVD钻石是真实的吗?它和天然钻石的元素组成以及晶体结构是相同的,很多时候CVD钻石的外观品质甚至是高于天然钻石的,所以用肉眼直接观测是无法分辨出CVD钻石和天然钻石的。而ILDA运用CVD技术,把钻石生产从工业化、流水线切换到定制化、个性化、智能化的轨道上,通过使用CVD技术将头发或骨灰制作钻石,将客户与亲人分享的记忆具体化,让钻石承载更多意义,变得更有价值。

标签:化学

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