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金刚石合成过程中钛的作用

信息来源:jjjggg.com  时间:2013-01-11  浏览次数:252

    钛的熔点为1726℃,比NiMnCo触媒高200℃~300℃,所以钛在金刚石合成中不是处于熔融状态,而是以固体状态存在的。就是瓶盖一样,把合成棒的上、下两端封闭起来,高温高压中阻挡了熔融的触媒熔体从两端的流出,起了一定的密封作用。
    钛在高温下发生的晶格变化,晶粒重新排列,发生α与β的相变,电阻急剧增大。合成棒在高温高压下,各部分的温度、压力是处于不均匀状态中的,中间实际温度比两端和外围高。因而热量的散失与合成棒高度、直径和温度梯度成正比,棒高与直径差越大,温度梯度越大,反之越小。
    为了减小合成棒两端与中间的温度梯度,通过大量的对比试验,因选择温度升高,电阻急剧增大而在高温下热导率下降的金属钛作为轴向的“加热片”和阻止热量向两端的散失,钛片在这时起到两个作用:(1)减缓了合成棒内部热量向顶砧方向散失,降低了顶砧局部表面热应力,可大大延长顶砧的使用寿命;(2)提高了合成棒两端温度,使晶体在较均匀的温度场中生长,有利于提高晶体完整率,可获得较多优质晶体。
    钛是化学上极活泼的金属元素之一。它和氧、氮、碳都有极强的亲和力,是一种良好的脱氧去气剂。在合成组装件中钛金属的加入,利用钛对氧、氮的亲和力与脱氧作用,能有效地排除碳片、触媒片在加工中带入组装件内的氧和其他有害气体,净化了合成腔体,高温下,钛有固氮和固碳的作用。
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