2022-11-09 15:38:14
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著名奢侈手表品牌Breitling上个月宣布,将在 2024 年底前逐步淘汰天然宝石,以实现其新闻发布所称的“更具可持续性”,这震惊了整个钻石业界,因为Breitling将是第一个完全转向人造钻石的瑞士手表巨头品牌。
“实验室培育钻石是一种新范式”Breitling全球可持续发展负责人 Aurelia Figueroa 表示,“我希望随着人们开始重视社会和环境的影响及可追溯性等问题,实验室培育钻石的内在价值将会增长。”
尽管大多数奢侈品公司都试图避免与宝石开采过程中普遍存在的生态破坏和矿工工作环境问题联系在一起,但使用绿色电力制造的实验室培育钻石在其可持续性方面的声誉并不响亮。另外,SCS 全球服务标准要求人造钻石生产商必须承诺在获得认证的一年内实现气体中和,即公司的二氧化碳排放量与其消耗的二氧化碳一样,就可以实现这一状态。
实验室制造的钻石具有与天然钻石相同的物理特性,生产时间为两到四个星期。向金刚石机器中的晶种施加气体和热量——业界称之为微波等离子化学气相沉积 (MPCVD) 方法。在这个过程中,金刚石是从含碳气体开始生长的,例如甲烷、脂肪烃或芳香烃、醇、酮、胺、醚和一氧化碳。甲烷被广泛使用,因为它可以以高纯度获得,而且具有与金刚石相同的结构(四面体)。除了这些气体,表面位点制备还需要氢气、氧气或氟原子等气体。在这个过程中,我们使用甲烷和氢气来生长高质量的薄膜。等离子体是由高频和高功率微波产生的,它负责在晶种上生长。可见这是一个“绿色电力过程”。
使用 MPCVD 工艺有一些优点:
1. 节能——它是一种无电极工艺,因此节能,因为在电极周围不会像直流等离子体那样形成等离子体鞘层。
2. 沉积时间更长——非等温等离子体的稳定性和再现性让我们能够连续沉积数小时或数天。
3. 模块化单元——6 KW 微波电源和施加器的出现,是实验者使用现成的模块化单元成为可能(因为增长率与微波功率成正比)。
4.使用更大的晶种生长—— 微波等离子化学气相沉积 (MPCVD)的生产技术可将工艺扩大到更大的基板。
Z轴系统:MPCVD 设备稳定生产的关键
微波等离子体化学气相沉积技术,是目前行业内生产高品质金刚石的主流方法。设备运行时,会先将反应腔体抽成真空状态,严格保证腔体内部密封不透气。随后,微波设备释放能量,同时向腔体内通入专用的混合反应气体,在能量作用下形成稳定的等离子体区域。这些高活性的等离子体,会为金刚石生长提供稳定的热量与反应条件,让金刚石在籽晶基材上缓慢、均匀地结晶生长。 这种生产方式无额外污染,等离子体纯净度高,生长过程温和稳定,不会损伤已成型的金刚石晶体,因此被广泛用于工业金刚石、半导体散热材料、高端培育钻石等多种产品的生产制造。
如何选择适合的MPCVD设备?
在工业生产、半导体散热、精密刀具、培育钻石等众多领域,MPCVD设备都是非常关键的装备。选对设备,不仅能提高生产效率、稳定产品品质,还能有效控制长期成本,让整个生产流程更顺畅、更有竞争力。很多朋友在选型时都会纠结:到底该怎么选?今天结合我们海光智能多年的行业经验,和大家分享一套实用、易懂的选型思路。
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