合成钻石的工艺流程是什么?还需要注意什么?
1. 合成件组装
一般使用块状和片状熔(溶) 媒金属或合金较多, 合成件组装的方式是将一层石墨一层熔(溶) 媒金属或合金片(块) 间隔排列, 装入已成型的叶蜡石块中。此外, 还有粉状、管状或柱状等不同形态的熔(溶) 媒金属或合金, 就形成了各种组装方式。是合成大单晶钻石时, 较好的两种组装方式。
2. 升温升压方式
选择合适的压力、温度和时间及这些参数的控制, 可以解决增大粗粒比和提高质量等问题。具体方式有以下两种:
( 1) 先加压、加温到所用熔(溶) 媒生成钻石的最低压力、温度, 然后保温几分钟到十几分钟, 降温升压或恒温升压到选定的压力, 并迅速加热到压力相应的平衡温度( 生成钻石V 形区的内侧) , 保温几分钟, 随即降温、降压。也可降温到生成钻石区的最低限附近, 保温一段时间后再降到室温和常压。用这种工艺过程获得的是磨料级钻石。
( 2) 先加压到所用熔(溶) 媒生成钻石的最低压力附近, 升温到所选压力相应的平衡温度上限附近, 保温少许时间, 速升压到所选压力, 降温到生成钻石V 型区内侧( 即生成钻石的高温区) , 保温几分钟随即降温降压。也可以降温到生成钻石V 型区的低温附近, 保温后降温降压。采用这种工艺过程加温、加压能产生大晶粒、晶形完整、杂质少、抗压强度高的优质钻石晶体。
3. 合成钻石的提纯
合成钻石产品中除了钻石外, 还有剩余的石墨、金属或合金、叶蜡石碎块等物。所以, 必须经过处理才能得到纯净的钻石。
( 1) 除去金属或合金
硝酸、王水等化学试剂都可以除去金属。在工业生产中, 大量除去金属的方法还以电解法为好, 并且成本低。
( 2) 除去石墨
一般采用两步处理法。第一步碳酸钠处理, 第二步为高氯酸处理。
( 3) 除去叶蜡石
通过除金属和石墨, 剩下来的就是钻石和叶蜡石了。目前去除叶蜡石最常用的方法是氢氧化钠处理法。