HPHT الماس مصنوعی را تولید می کند قسمت 1

الماس های طبیعی سختی و کمیاب بسیار بالایی دارند و جواهرات و ارزش صنعتی را با هم ترکیب می کنند. اما گلوگاه ظرفیت تولید الماس طبیعی تا اواسط-قرن بیستم با ظهور «فناوری دمای بالا و فشار بالا (HPHT)» شکسته نشد - و تجهیزات HPHT هسته اصلی «ماشین مادر» برای شبیه سازی محیط هسته زمین و تولید انبوه الماس مصنوعی است.

 

HPHT مخفف عبارت High Temperature and High Pressure Manufacturing Technology است

 

بخش اول: اصل اصلی

ماهیت فناوری HPHT که "میدان تولید الماس" هسته زمین را تکرار می کند، بازتولید شرایط طبیعی تشکیل الماس در یک حفره مصنوعی و ترویج تبدیل منبع کربن به الماس است.

• معیار تشکیل طبیعی: الماس های طبیعی در اعماق 150-200 کیلومتری گوشته متولد می شوند که به دمای بالای 1100-1500 درجه سانتیگراد و فشارهای بالای 4.5-6 GPa (تقریباً 45000 تا 60000 برابر فشار اتمسفر) نیاز دارند. اتم های کربن در یک شبکه مکعبی قرار گرفته اند تا در این محیط الماس تشکیل دهند.

• منطق هسته ترمودینامیک: نمودار فاز کربن نشان می دهد که در فشار بالا و دمای بالا، گرافیت (شکل کربن رایج) در حالت فراپایدار است و الماس فاز پایدار است. ماموریت اصلی تجهیزات HPHT ساختن دقیق این "منطقه پایدار الماس" و ترویج تبدیل جهتی منابع کربن (مانند گرافیت) است.

 

 

بخش 2: هسته فنی -

سه مسیر اصلی تجهیزات HPHT
تجهیزات HPHT از طریق "به شرایط سخت دست می یابند"فشار مکانیکی+گرمایش الکتریکیو مسیر اصلی فناوری به دلیل تفاوت‌های ساختاری، تفاوت‌های موقعیت‌یابی قابل توجهی دارد.

 

1. ماشین پرس دو طرفه: نیروی اصلی تجاری اولیه

• ساختار: 2 بلوک سندان کاربید تنگستن برای فشار نسبی، گرمایش مقاومت لوله فلزی.
• ویژگی ها: ساختار ساده، کم هزینه، اما توزیع فشار ناهموار، قادر به تولید تک کریستال های بزرگ نیست.
• موقعیت فعلی:عمدتاً برای تولید{0}}محصولات کوچک از ریز پودر الماس و الماس پلی کریستالی (PCD) استفاده می شود.

 

2. دستگاه پرس بالا شش طرفه: هسته مطلق صنعت فعلی (به رهبری چین)

• ساختار: شش سیلندر هیدرولیک چکش بالایی کاربید تنگستن را به حرکت در می‌آورند که محیط فشار مکعبی (Yelaishi) را از شش جهت می‌فشرد و به طور همزمان فشار بالا و گرمایش یکنواخت را به دست می‌آورد.
• مزایای اصلی: توزیع فشار یکنواخت، حجم حفره بزرگ، مناسب برای تولید انبوه صنعتی (تک بلورهای بزرگ درجه سنگ / ابزار).

 

گردش کار ساده شده:

• الف مونتاژ: منبع کربن (گرافیت-با خلوص بالا)، کاتالیزور فلزی (آهن/کبالت/نیکل)، کریستال بذری که در حفره پیروفیلیت جاسازی شده است.
• ب فشار: شش چکش به طور همزمان به جلو رانده می شوند و فشار آب ساکن 5-6 GPa را در داخل محفظه تشکیل می دهند.
• ج. گرمایش: الکترود الکتریکی شده و تا دمای بالاتر از 1400 درجه سانتیگراد گرم می شود تا کاتالیزور ذوب شود.
• د رشد: کاتالیزور گرافیت را حل کرده و الماس را روی کریستال بذر رسوب می دهد.
• ه. کریستالیزاسیون: محصول نهایی را پس از خنک شدن و کاهش فشار خارج کنید.

 

3. توپ شکافنده/ماشین پرس چند وجهی{1}: تخصصی برای تحقیقات علمی پیشرفته.

• ساختار: 8 بلوک سندان یا بیشتر یک سطح کروی را تشکیل می دهند و حفره کروی را فشرده می کنند.
• ویژگی ها: یکنواخت ترین فشار آب ساکن و سازگاری قوی محفظه، اما هزینه تجهیزات بسیار بالا (در ده ها میلیون) است.
• موقعیت یابی: برای تحقیقات پیشرفته-در مورد مواد فوق سخت و سنتز ویژه الماس (غیر تولید انبوه) استفاده می شود.

 

 

برای نیمه دوم به اشتراک گذاری در مورد روش و فرآیند ساخت الماس مصنوعی HPHT، لطفا به این وب سایت توجه کنید. با تشکر از حمایت شما