[實用新型]一種制備珠寶首飾用人造CVD金剛石的設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820977347.5
• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN208472187U
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙志巖
• 申請（專利權(quán)）人: 廊坊西波爾鉆石技術(shù)有限公司
• 主分類號: C23C16/27
• 分類號: C23C16/27;C23C16/44;C23C16/52
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請公開了一種制備首飾用人造CVD金剛石的設(shè)備，所述設(shè)備包括：密閉的沉積室，在所述沉積室中豎直設(shè)置有熱絲組件，在熱絲組件兩側(cè)分別設(shè)置有基體組件，所述基體組件可沿垂直于所述熱絲網(wǎng)面的方向往復(fù)運動。使用本申請?zhí)峁┑脑O(shè)備可以在在制備過程中持續(xù)緩慢地移動基片臺，從而避免在CVD過程中產(chǎn)生的石墨等雜質(zhì)落入人造CVD金剛石內(nèi)部，進而提高人造CVD金剛石的品質(zhì)，而且，熱絲組件的兩側(cè)同時設(shè)置基片臺，從而將制造效率提高1倍，此外，使用本申請?zhí)峁┑脑O(shè)備能夠在制備過程中保持人造CVD金剛石前端面的溫度恒定，從而增加人造CVD金剛石的厚度，進而獲得大尺寸的人造CVD金剛石。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于制造設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種制備珠寶首飾用人造CVD金剛石的設(shè)備。

背景技術(shù)

金剛石由SP3雜化的碳原子組成，具有立方晶體結(jié)構(gòu)，是已知材料中最硬的物質(zhì)。在珠寶領(lǐng)域，寶石級大顆粒金剛石經(jīng)過切割加工后稱之為鉆石。鉆石因其堅硬、稀有和璀璨奪目的視覺效果，被譽為“寶石之王”，作為愛情信物，深受消費者喜愛，但是天然鉆石非常稀少，而且價格昂貴，人造鉆石的出現(xiàn)彌補了這一缺點。人造鉆石在價格上較天然金剛石具有明顯的優(yōu)勢。人造鉆石以人造CVD金剛石最為常見。人造CVD金剛石是采用CVD法合成的聚晶金剛石，為純金剛石成分，不含有任何金屬粘結(jié)劑，其硬度較天然鉆石略遜，但作為珠寶首飾用也是足夠的。

在人造CVD金剛石合成方法中以熱絲CVD法使用范圍最為廣泛。傳統(tǒng)的熱絲CVD合成設(shè)備如圖1所示，包括沉積室001，在沉積室001內(nèi)水平設(shè)置的熱絲002和設(shè)置于熱絲下方的生長基體003，在沉積室頂壁上開設(shè)的進氣管004和在沉積室底壁上開設(shè)的出氣管005，所述進氣管004的進氣口與出氣管005的出氣口均與熱絲002垂直。向熱絲CVD合成設(shè)備中通入反應(yīng)氣體后，反應(yīng)氣體在熱絲附近受熱分解后在所述生長基體上沉積金剛石材料。使用傳統(tǒng)的熱絲CVD合成設(shè)備制造的人造CVD金剛石的厚度通常小于1.5mm，很難獲得厚度大于3mm的人造CVD金剛石，由于其厚度小常用作低價值的小尺寸飾鉆。而且，由于人造CVD金剛石以柱狀生長模式生長，因此，使用傳統(tǒng)CVD設(shè)備制造人造CVD金剛石的過程中，從形核面到生長面，隨著人造CVD金剛石晶粒的逐漸增大，人造CVD金剛石晶粒間孔隙逐漸增多，對于厚度大于1.5mm的人造CVD金剛石更加明顯，導(dǎo)致人造CVD金剛石的耐磨性和拋光效果降低，人造CVD金剛石作為珠寶首飾或者在其他領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。

此外，由于在生長過程中在熱絲表面產(chǎn)生的石墨等非晶碳成分極易落在生長中的金剛石表面，導(dǎo)致金剛石成品的內(nèi)部具有缺陷，降低人造CVD金剛石的品質(zhì)。同時，僅在熱絲下方設(shè)置生長基體，因此，使用傳統(tǒng)熱絲CVD合成設(shè)備只能單面生長CVD金剛石，對熱能的利用率低。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種制備首飾用人造CVD金剛石的設(shè)備，以解決人造CVD金剛石尺寸小、達不到預(yù)期裝飾效果，以及人造CVD金剛石致密性差、內(nèi)部缺陷嚴重等問題。

本實用新型提供以下幾個方面：

第一方面，本實用新型提供一種制備首飾用人造CVD金剛石的設(shè)備，所述設(shè)備包括：密閉的沉積室1，在所述沉積室1中豎直設(shè)置有熱絲組件2，在熱絲組件2兩側(cè)分別設(shè)置有基體組件3，所述熱絲組件2包括固定電極板21、滑動電極板22、盤繞于固定電極板21與滑動電極板22之間的熱絲23以及兩個電極組，所述電極組包括正電極組和負電極組，正電極組與固定電極板21/滑動電極板22連通，負電極組與滑動電極板22/固定電極板21連通，所述熱絲23盤繞成熱絲網(wǎng)面，所述熱絲網(wǎng)面可沿熱絲拉伸方向做微小往復(fù)運動；所述基體組件3包括傳動桿31，所述傳動桿31的一端設(shè)置有基片臺32，在另一端設(shè)置有連接臺33，所述基片臺32設(shè)置于所述沉積室1內(nèi)部，所述連接臺設(shè)置于所述沉積室1外部，在所述基片臺32前端面上設(shè)置有沉積基體34；所述沉積基體34與所述熱絲23相對設(shè)置；所述基體組件3可沿垂直于所述熱絲23網(wǎng)面的方向往復(fù)運動。