[發明專利]合成單晶金剛石、工具以及合成單晶金剛石的制造方法

有效

• 申請號: 201880068216.8
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN111247275B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 角谷均;濱木健成;寺本三記;山本佳津子
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: C30B29/04
• 分類號: C30B29/04;B23B27/14;B23B27/20;C30B9/10;C30B33/02;C30B33/04
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 張蘇娜;樊曉煥

1.一種合成單晶金剛石，其包含濃度大于600ppm且為1500ppm以下的氮原子，

所述氮原子不包括孤立置換型氮原子，

所述合成單晶金剛石中的內含物的密度為20個/mm³以下，跨度直徑為10μm以下。

2.一種合成單晶金剛石，其包含濃度大于600ppm且為1500ppm以下的氮原子，

在通過傅里葉變換紅外光譜法測定的紅外吸收光譜中，在1130±2cm^-1的波數范圍內不存在衍生自孤立置換型氮原子的吸收峰，

所述合成單晶金剛石中的內含物的密度為20個/mm³以下，跨度直徑為10μm以下。

3.根據權利要求1或2所述的合成單晶金剛石，其中在以100N/min的負荷速度將尖端半徑為50μm的球形金剛石壓頭壓在所述合成單晶金剛石的表面上的破壞強度試驗中，所述合成單晶金剛石的開裂負荷為12N以上。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的合成單晶金剛石，其中所述合成單晶金剛石在{001}面的100方向上的努普硬度為100GPa以上。

5.一種工具，其包含根據權利要求1至4中任一項所述的合成單晶金剛石。

6.一種制造根據權利要求1所述的合成單晶金剛石的方法，包括：

通過使用溶媒金屬的溫差法獲得包含濃度大于600ppm且為1500ppm以下的氮原子的金剛石單晶；

用電子束和粒子束這兩者中的一者或兩者照射所述金剛石單晶，以對所述金剛石單晶施加100MGy以上1000MGy以下的能量；以及

在常壓下，在1700℃以上1800℃以下的溫度對經照射的所述金剛石單晶進行退火。