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一种用于沉积制备金刚石的反应器

关键词 金刚石 , 反应器|2017-08-16 08:51:37|行业专利|来源 中国超硬材料网
摘要 申请号:201710321049.0申请人:金华职业技术学院发明人:赵永建张向平许杨文
       申请号:201710321049.0
       申请人:金华职业技术学院
       发明人:赵永建 张向平 许杨文

       摘要: 本发明涉及金刚石制备领域,一种用于沉积制备金刚石的反应器,包括石英玻璃毛细管、钨毛细管、冷却气出口、钼制柱面体、电极、热耦、冷却水进口、环形冷却气管、冷却水管、冷却水出口、反应器腔体、冷却气进口、氢气进口、喷嘴,钨毛细管一端无接触地通入钼制柱面体另一端位于反应器腔体外,钼制柱面体是加热器又是活化剂,电极由金属钼制成且电连接于钼制柱面体两端,通过加电流,能使钼制柱面体加热至2200K以上,钼制柱面体与反应器腔体之间绝缘;热耦由钨‑铼材料制成用以测量钼制柱面体温度,调节环形冷却气管中的氩气流速并使其保持在恒定值,就能够使得热耦尖端测温区域的温度仅与钼制柱面体的温度相关,能够为钼制柱面体准确测温。
       主权利要求:1.一种用于沉积制备金刚石的反应器,主要包括石英玻璃毛细管(1)、钨毛细管(2)、冷却气出口(3)、钼制柱面体(4)、电极(6)、热耦(7)、冷却水进口(8)、环形冷却气管(9)、冷却水管(10)、冷却水出口(11)、反应器腔体(12)、冷却气进口(13)、氢气进口(14)、喷嘴(15),工作时,所述反应器以及衬底(5)均位于一个真空腔内;所述石英玻璃毛细管(1)套在所述钨毛细管(2)外,所述石英玻璃毛细管(1)的一端连接所述钼制柱面体(4)的一端且相互之间电绝缘、另一端封闭且所述钨毛细管(2)从其中间透过,所述石英玻璃毛细管(1)具有连通的所述氢气进口(14),所述氢气进口(14)位于所述反应器腔体(12)之外;所述石英玻璃毛细管(1)内壁与所述钨毛细管(2)外壁之间的空间为用于通纯氢气的通道,所述石英玻璃毛细管(1)的外围依次具有所述反应器腔体(12)、环形冷却气管(9)、冷却水管(10),所述反应器腔体(12)的外侧面与所述环形冷却气管(9)的内侧面接触,所述环形冷却气管(9)的外侧面与所述冷却水管(10)的内侧面接触,所述环形冷却气管(9)及所述冷却水管(10)均是作为流体通道的横截面为环形的管,所述环形冷却气管(9)具有所述冷却气进口(13)、冷却气出口(3),所述环形冷却气管(9)中通有用于热隔离的纯氩气且流速不超过700sccm,所述冷却水管(10)具有所述冷却水进口(8)、冷却水出口(11),所述冷却水管(10)中通冷却水;所述喷嘴(15)由金属钼制成且位于所述钼制柱面体(4)出口处,所述钼制柱面体(4)处具有所述电极(6)、热耦(7),所述衬底(5)位于所述钼制柱面体(4)的出口外侧;其特征是:所述钨毛细管(2)一端无接触地通入所述钼制柱面体(4)、另一端位于所述反应器腔体(12)之外,所述钼制柱面体(4)是加热器又是主要活化剂,所述电极(6)由金属钼制成且分别电连接于所述钼制柱面体(4)两端,外接电源通过所述电极(6)对所述钼制柱面体(4)加电流,能够使所述钼制柱面体(4)加热至2200K以上,所述钼制柱面体(4)与所述反应器腔体(12)之间绝缘;所述热耦(7)由钨-铼材料制成,用以测量所述钼制柱面体(4)的温度,通过调节所述环形冷却气管(9)中的氩气流速并使其保持在恒定值,就能够使得所述热耦(7)尖端测温区域的温度仅与所述钼制柱面体(4)的温度相关,能够为所述钼制柱面体(4)准确测温。
       2.根据权利要求1所述的一种用于沉积制备金刚石的反应器,其特征是:所述石英玻璃毛细管(1)外径1.5毫米、内径1.2毫米,所述钨毛细管(2)由40微米厚的钨箔制成且外径0.5毫米、长度60毫米,所述钼制柱面体(4)长度5毫米。
       3.根据权利要求1所述的一种用于沉积制备金刚石的反应器,其特征是:所述环形冷却气管(9)内径5毫米、外径15毫米、长度70毫米,所述反应器腔体(12)内表面抛光成镜面以降低其黑度。
       4.根据权利要求1所述的一种用于沉积制备金刚石的反应器,其特征是:所述喷嘴(15)为汇聚式喷嘴。
       5.根据权利要求1所述的一种用于沉积制备金刚石的反应器,其特征是:所述喷嘴(15)为发散式喷嘴。
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