СПОСОБ СИНТЕЗА МОНОКРИСТАЛЛОВ АЛМАЗА И РЕАКТОР ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
METHOD AND REACTOR FOR DIAMOND MONOCRYSTAL SYNTHESIS

FIELD: synthetic diamonds. SUBSTANCE: invention relates to diamond monocrystal synthesis from low-molecular carbon-containing compounds at high temperatures in heterogeneous silicate media. Invention is aimed at producing high-order diamond monocrystals. Reactor contains casing 1 constructed in the form of a shell with cover 5 and bottom 6, blend loading unit 9, reaction product drain unit 13, carbon- containing substance- delivery units 3, cooling heat exchanger 4, and gaseous reaction product release pipe 10. At least one diamond monocrystal fixation unit 27 may also be available. Blend with specified makeup is portion-wise loaded into casing 1 through unit 9. Heating unit 2 is switched on and blend is heated to 800-1450 C. Simultaneously carbon-containing substances with intake 0.001 to 3% based on blend weight per 1 min is fed into so formed heterogeneous medium through unit 3. Heterogeneous medium is periodically cooled with heat exchanger 4 to 650-1050 C, whereas diamond monocrystals, including high-order ones are synthesized. Into heterogeneous medium, nitrogen and low-molecular nitrogen-containing compounds with intake 0.001 to 2 wt % per 1 min may be introduced through unit 3. Blend or heterogeneous medium may also be supplemented with III or V group elements. In this case, the process is performed in the same way as previously, which results in producing nitrogen-containing diamond monocrystals or monocrystals with semiconductor properties. Method can also involve diamond fixation by way of installing comb of monocrystal fixation unit 27 into horizontal position. Growing monocrystals are retained by the comb until growing process is terminated, whereupon comb is turned up into vertical position and monocrystals are lowered into drain zone and withdrawn from reactor. EFFECT: high-order diamond monocrystals with stable characteristics obtained. 12 cl, 3 dwg, 1 tbl
o
o
Изобретение относитс  к способам синтеза монокристаллов алмаза (МКА)из низкомолекул рных углеродсодержащих соединений при высоких температурах в гетерогенных силикатных средах. Техническим результатом, достигаемым в изобретении дл  способа синтеза монокристаллов алмаза и реактора дл  его реализации,  вл етс  обеспечение синтеза монокристаллов алмаза большой каратности. Реактор содержит корпус, выполненный в виде обечайки с крышкой и днищем, узел загрузки шихты, узел слива продуктов реакции, узлы подачи углеродсодержащих веществ, теплообменник охлаждени , патрубок дл  отвода газообразных продуктов реакции. Реактор может быть снабжен по крайней мере одним узлом фиксации монокристаллов алмаза. В корпус через узел загрузки загружаетс  шихта определенного состава порционно. После этого включаетс  узел нагрева и шихту нагревают до температуры 800-1450C, одновременно с нагревом шихты ввод т в образовавшуюс  гетерогенную среду через узел подачи углеродсодержащих веществ углеводородные вещества с расходом 0,001 - 3% от массы шихты в мин. Образовавшуюс  гетерогенную среду периодически охлаждают теплообменником охлаждени  до температуры 650-1050С с синтезированием монокристаллов алмаза, в том числе большой каратности. В образовавшуюс  гетерогенную среду можно подавать азот или азотсодержащие низкомолекул рные соединени  с расходом 0,001 - 2 мас. % в мин через узел подачи углеродсодержащих веществ. В шихту или гетерогенную среду могут также вводитс  элементы III или V групп ПСЭ. Процессы осуществл ютс  аналогично вышеописанному, что позвол ет синтезировать азотсодержащие монокристаллы алмаза или МКА с полупроводниковыми свойствами. Способ может быть осуществлен и при фиксации алмазов путем установки гребенки узла фиксации монокристаллов алмаза в горизонтальное положение, растущие МКА задерживаютс  гребенкой до окончани  роста МКА со стабильными характеристиками, затем гребенка поворачиваетс  в вертикальное положение и МКА опускаютс  в зону слива и вывод тс  из реактора.