基于有限元法分析宝石级金刚石的合成腔体温度场

作者：韩奇钢; 马红安; 肖宏宇; 李瑞; 张聪; 李战厂; 田宇; 贾晓鹏

来源：Acta Physica Sinica, 2010, (03): 1923-1927.

• 合成腔体
• 温度场
• 宝石级金刚石
• 有限元法 cell
• temperature field
• single crystal diamond
• finite element method

以有限元法为理论分析手段模拟分析了温度梯度法合成宝石级金刚石大单晶的腔体温度场,实现了对宝石级金刚石的合成腔体内各位置温度同时测量.模拟结果表明:在宝石级金刚石合成过程中,其温度分布呈不均匀分布.腔体内高温区分布在样品(碳源+触媒)边缘,低温区分布在籽晶附近.样品腔内热量的传递方式和样品腔内的碳源输运方式相同,均由碳源的两侧向籽晶附近传输.籽晶附近轴向温度梯度大于径向温度梯度,导致单位时间内其轴向生长尺寸大于径向生长尺寸.宝石级金刚石腔体温度场分析的理论模型的成功构建,为新型宝石级金刚石腔体的研制提供了良好的设计基础,对促进优质宝石级金刚石的生长技术具有指导意义.

• 单位
  长春理工大学; 材料科学与工程学院; 吉林大学; 超硬材料国家重点实验室