[發明專利]大鉆石單晶的制造方法

在審

• 申請號: 201810022943.2
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN110013798A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 臧波;陳龍;王海超;宋健民;劉建設
• 申請（專利權）人: 河南烯碳合成材料有限公司
• 主分類號: B01J3/06
• 分類號: B01J3/06;C30B29/04
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 王玉雙;李巖

一種大鉆石單晶的制造方法，其為先將一觸媒和一碳材料包覆在一鉆石晶種的周圍，而形成一晶種組件，接著，利用一高溫高壓設備對該晶種組件的各方向同時進行加壓以及加熱，使該晶種從一原始粒徑成長至一第一粒徑，最后，取出該晶種，并重復進行上述步驟，直至得到一具有一最終粒徑的單晶鉆石。藉由重復在該鉆石晶種之外形成該觸媒以及該碳材料，可以持續的供給合成鉆石所需的該碳材料以及該觸媒，并持續地對該晶種組件進行加壓及加熱，而可以滿足制造鉆石的環境條件，進而制造出大顆粒的該單晶鉆石。

技術領域

本發明涉及一種鉆石制造方法，尤指一種大鉆石單晶的制造方法。

背景技術

鉆石，又稱金剛石，為由碳元素所組成的無色晶體，且為已知自然界中硬度最高的物質，它還有許多優異的物理、化學及光學特性，使其應用頗具潛力，但地球上所能開采到的大顆粒、高質量天然鉆石甚為稀少且昂貴，遂使人們開始研究如何制造出鉆石。

如中國大陸專利公開第CN102091569號的人造金剛石及其制備方法，其為先將粘結劑溶解在石油醚或丙酮溶劑中形成一溶液，接著將炸藥粉、金屬粉、石墨混入該溶液之中，對該溶液攪拌與加熱使石油醚或丙酮等溶劑揮發，然后進行造粒、烘干、拋光處理得到一顆粒，最后將該顆粒壓制成藥柱，并在密閉容器中爆炸合成金剛石。

雖然爆炸可以瞬間造成出巨大的壓力，滿足鉆石成長所需的條件，進而制造出鉆石，但爆炸僅為一瞬間的事情，故僅能合成出小顆粒的鉆石，而不容易合成出大顆粒的鉆石，因此，如何制造出大顆粒的鉆石，為相關業者所努力的目標。

發明內容

本發明的主要目的，在于解決不容易制造出大顆粒的鉆石的問題。

為達上述目的，本發明提供一種大鉆石單晶的制造方法，包含有以下步驟：

S1：將一觸媒和一碳材料包覆在一鉆石晶種的周圍，而形成一晶種組件；

S2：利用一高溫高壓設備對該晶種組件的各方向同時進行加壓以及加熱，使該鉆石晶種從一原始粒徑成長至一第一粒徑；以及

S3：取出該鉆石晶種，并重復進行步驟S1～步驟S2，直至得到一具有一最終粒徑的單晶鉆石。

綜上所述，本發明藉由重復在該鉆石晶種之外形成該觸媒以及該碳材料，而可以持續的提供合成鉆石所需的該碳材料以及做為催化的該觸媒，且對該晶種組件的各方向同時進行加壓以及加熱，而可形成適合鉆石成長的環境條件，進而制造出大顆粒的該單晶鉆石。

附圖說明

圖1，為本發明一較佳實施例的流程示意圖。

圖2A～2G，為本發明一較佳實施例的制作流程剖面示意圖。

具體實施方式

涉及本發明的詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：

請參閱圖1及圖2A至圖2G所示，本發明為一種大鉆石單晶的制造方法，其制作步驟如下所示：

S1：將一觸媒12和一碳材料13包覆在一鉆石晶種11的周圍，而形成一晶種組件10，其中，該碳材料13可以為石墨、石墨烯、石墨亮片(kish graphite)等等，該觸媒12可以為鐵粉或鎳粉等等。在本實施例中，還包含有以下步驟：

S1A：如圖2A所示，先將該觸媒12包覆在該鉆石晶種11的周圍。

S1B：接著如圖2B所示，再將該碳材料13包覆在該觸媒12的周圍，而形成該晶種組件10，本實施例中，該碳材料13包覆該觸媒12以及該鉆石晶體而為方形體，但亦可為圓形體或其他形狀，不以此為限。