Branża diamentów hodowanych laboratoryjnie rozwija się szybko wraz ze wzrostem popytu na diamenty syntetyczne. Diamenty hodowane laboratoryjnie są podobne do diamentów naturalnych pod względem właściwości fizycznych, chemicznych i optycznych, ale ze względu na szybki czas produkcji są tańsze od diamentów naturalnych. Metoda PCVD jest najczęściej stosowana do produkcji diamentów hodowanych laboratoryjnie do celów jubilerskich, a metoda HPHT (wysokie ciśnienie i wysoka temperatura) jest stosowana do diamentów do celów przemysłowych.
Aplikacja PCVD
Plasma Chemical Vapour Deposition (PCVD) to technika, dzięki której diamenty hodowane w laboratorium mogą być hodowane z mieszaniny gazów węglowodorowych. W procesie CVD cienki plasterek zarodka diamentu (często diamentu wyprodukowanego metodą HPHT) umieszczany jest w szczelnej komorze w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem. Komora jest następnie wypełniana gazem bogatym w węgiel (zwykle metanem) wraz z innymi gazami. Następnie gazy są jonizowane do plazmy za pomocą mikrofal, laserów lub innych technik. Jonizacja rozrywa wiązania cząsteczkowe w gazach, a czysty węgiel przylega do zarodka diamentu i powoli tworzy kryształ, atom po atomie i warstwa po warstwie.
Metoda wytwarzania diamentu obejmuje pozycjonowanie diamentu w uchwycie w taki sposób, że kontakt cieplny jest nawiązywany z powierzchnią boczną diamentu sąsiadującą z krawędzią powierzchni wzrostu diamentu, pomiar temperatury powierzchni wzrostu diamentu w celu wygenerowania pomiarów temperatury, kontrolowanie temperatury powierzchni wzrostu na podstawie pomiarów temperatury i hodowanie monokrystalicznego diamentu poprzez osadzanie chemiczne z fazy gazowej za pomocą plazmy mikrofalowej na powierzchni wzrostu, gdzie szybkość wzrostu diamentu jest większa niż 1μm na godzinę. W całym tym procesie temperatura odgrywa bardzo ważną rolę. Musimy mierzyć temperaturę docelowego diamentu, a nie plazmy.
Pomiar temperatury za pomocą pirometrów podczerwonych
Urządzenie do pomiaru temperatury bezkontaktowej jest ustawione tak, aby mierzyć temperaturę diamentu na całej jego powierzchni. Pirometr jest zamontowany na szklanym oknie komory, aby odczytać temperaturę docelowego diamentu. Trudną częścią aplikacji jest to, że plazma emituje energię IR o określonych długościach fal i musimy mierzyć stałą temperaturę celu przez plazmę. AST oferuje pirometr IR typu bezkontaktowego, który działa w wybranej długości fali, gdzie plazma jest przezroczysta.
Główne cechy
- Zakres temperatur – 350°C do 1800°C
- Szybki czas reakcji w milisekundach
- Celownik laserowy
- Łączność poprzez USB 2.0, Bluetooth V2.0 i interfejs szeregowy RS-232 lub RS-485
- Zmierz temperaturę celu przez plazmę przy określonej długości fali
