摘要：随着六面顶压机的大型化,合成金刚石大单晶所用的功耗也越来越大,为降低850mm缸径六面顶压机生长金刚石大单晶的功耗,本文设计了一种氧化物与石墨混合体加热的辅助热源,并通过优化生长腔体结构,使得六面顶压机合成功率降低15%,并通过在合成腔体中添加金属钛作为除氮剂,使用铁钴合金作为触媒,实现了优质IIa型宝石级金刚石大单晶的合成,这对超硬材料行业的节能减排具有重要的意义。此外光致发光光谱显示,金刚石晶体中广泛存在着氮和空位形成的结构缺陷。

摘要：本文运用有限元中电-热-结构多物理场耦合方法,模拟分析了温度梯度法合成宝石级金刚石的腔体内热应力分布,并考察了在热效应对晶体生长的影响。模拟结果表明:在降温过程中,合成装置中热应力分布不均匀。白云石、钢帽、氯化钠管和生长区域中热应力分布比较大。在石墨与白云石、石墨与氯化钠管和氯化钠管与白云石结合面处热应力很大。金刚石的上表面和晶体的晶角上热应力分布很大。模拟结果与晶体晶裂实验接吻合得很好,证明了金刚石合成腔体里的热应力有限元模型的正确性,为设计腔体提供了依据。