钛在金刚石合成中的重要作用
- 发布时间：2012/12/14 14:58:19
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钛的熔点为1726℃，比NiMnCo触媒高200℃~300℃，所以钛在金刚石合成中不是处于熔融状态，而是以固体状态存在的。就是瓶盖一样，把合成棒的上、下两端封闭起来，高温高压中阻挡了熔融的触媒熔体从两端的流出，起了一定的密封作用。
钛在高温下发生的晶格变化，晶粒重新排列，发生α与β的相变，电阻急剧增大。合成棒在高温高压下，各部分的温度、压力是处于不均匀状态中的，中间实际温度比两端和外围高。因而热量的散失与合成棒高度、直径和温度梯度成正比，棒高与直径差越大，温度梯度越大，反之越小。
为了减小合成棒两端与中间的温度梯度，通过大量的对比试验，因选择温度升高，电阻急剧增大而在高温下热导率下降的金属钛作为轴向的“加热片”和阻止热量向两端的散失，钛片在这时起到两个作用：（1）减缓了合成棒内部热量向顶砧方向散失，降低了顶砧局部表面热应力，可大大延长顶砧的使用寿命；（2）提高了合成棒两端温度，使晶体在较均匀的温度场中生长，有利于提高晶体完整率，可获得较多晶体。
钛是化学上极活泼的金属元素之一。它和氧、氮、碳都有*的亲和力，是一种良好的脱氧去气剂。在合成组装件中钛金属的加入，利用钛对氧、氮的亲和力与脱氧作用，能有效地排除碳片、触媒片在加工中带入组装件内的氧和其他有害气体，净化了合成腔体，高温下，钛有固氮和固碳的作用。