HTHP与CVD技术引领人造金刚石产业未来

发布时间：2025-01-10 17:30:54 | 浏览量： 89次

当前，人造金刚石产业正站在时代的风口，HTHP（高温高压法）和CVD（化学气相沉积法）作为两大核心生产技术，自具有独特的优势，如何实现两个行业的协同发展？









01

·HTHP和CVD的现状与特点·

01

HTHP技术

原理：以石墨粉、金属触媒粉末为原料，通过电流加热和液压装置建立高温、高压环境，模拟天然金刚石结晶和生长环境，使石墨发生相变形成金刚石晶体。




优势：技术成熟、合成速度快、单次产量高、制造成本相对较低，适合大规模工业化生产，国内应用广泛且在全球具备明显优势。特别是在1-5ct培育钻石合成方面具有明显优势。




应用：主要用于工业金刚石的生产，如钻头、磨具等工具，以及在珠宝行业中用于生产较小的培育钻石。




现状：据《培育钻石产业发展白皮书（2024 年）》显示，2023年中国培育钻石毛坯产量超过2200万克拉，占全球总产量的70%，其中大部分是采用HTHP法生产。在零售端，人造钻石正在逐渐改变消费者的购买习惯，成为越来越多人购买钻戒的选择。

02

CVD技术

原理：在高温低压条件下，通过一定的方法激活含碳气体（甲烷、氢气、氮气等），使其中的碳原子从碳源气体剥离并在合适的基底上进行过饱和沉积，从而获得高纯度、高性能的金刚石。




优势：能够制备纯度较高、尺寸较大的金刚石颗粒和金刚石膜。随着技术的进步，可以工业化生产的尺寸显著扩大，应用价值持续提升。




应用：主要用于半导体领域，如制备高功率、高频、高温及低功率损耗电子器件。此外，CVD法也在珠宝行业中用于生产较大的培育钻石。




现状：美国DF制造出全球首块100mm单晶金刚石晶圆，展示了CVD法在大尺寸金刚石晶圆制备方面的潜力。




HTHP与CVD技术的协同发展，将为人造金刚石产业带来新的增长点和竞争优势。两个行业可以实现进可攻退可守的战略布局，共同引领产业迈向新格局。

02

·碳方程MPCVD设备生产流程·

01

晶籽准备

挑选高质量的晶籽，通过严格的清洗程序，确保晶籽表面无任何杂质和污染物。同时利用显微镜等精密工具，对晶籽进行细致检查，确保其表面光洁，无多晶或其他缺陷。




02

放入自主研发的MPCVD设备中生长

将清洗并检验合格的晶籽置于碳方程自主研发的MPCVD设备中，通过精确控制温度、压力、气体成分等关键参数，启动钻石的精细生长过程。




03

毛坯钻石生长中

在低压高温下，气体会分裂出一个个碳的等离子体，到“种子钻石”上，经过数周的生长，钻石毛坯逐渐成形，达到我们所需的厚度。碳方程50200A MPCVD设备单次可以生长8英寸多晶产品，若用于生长单晶金刚石时，单炉可生长489粒（7*7MM）。




04

毛坯钻石的修整

生长的钻石边缘会有多晶，此时需切除其黑色多晶边缘，确保毛坯的纯净度。




05

严格质检

钻石毛坯进入严格的质检环节，包括颜色、净度、切工、尺寸等多方面的全面检查。只有通过严苛质检的钻石毛坯，才能被认定为合格产品。




免责声明 | 部分素材源自网络，版权归原作者所有。本平台发布仅为了传达一种不同观点，不代表对该观点赞同或支持，如涉侵权，请联系我们处理