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質(zhì)量流量控制器在鉆石、天然鉆石和人工鉆石中的應(yīng)用

更新時間:2024-11-16點擊次數(shù):349

良好的可靠性和重復(fù)性是Bronkhorst質(zhì)量流量控制器和壓力控制器的主要特性,適用于使用化學(xué)氣相沉積制造合成實驗室培育鉆石。畢竟,培育單批閃亮鉆石需要長達300600小時,整個過程需要保持相同的工藝條件以便獲得恒定品質(zhì)的鉆石。


傳統(tǒng)鉆石形成于我們腳下深處的地幔中。經(jīng)過數(shù)百萬年的時間,在高溫和很強壓力下,碳原子被致密化成特別的金剛石晶體結(jié)構(gòu)?;鹕絿姲l(fā)將它們席卷到地球表面,準(zhǔn)備好被開采。這就是珍貴寶石們相當(dāng)長久的旅程


近幾十年,天然鉆石迎來了從氣相合成中生長出來的合成鉆石。使用微波等離子體化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)制造的實驗室合成鉆石越來越受到關(guān)注。主要用于制作珠寶首飾,也用于工業(yè)切割和拋光目的,未來或用于半導(dǎo)體晶圓制作。


Bronkhorst多年來一直與該領(lǐng)域機械和系統(tǒng)制造公司合作,為生長高質(zhì)量的CVD鉆石提供質(zhì)量流量控制器和壓力控制器。


應(yīng)用要求

為制造實驗室培育鉆石,氣態(tài)反應(yīng)物(如甲烷和氫氣)被送入低壓反應(yīng)器。微波輻射將這些氣體轉(zhuǎn)化為反應(yīng)性化合物(等離子體),化合物沉積在反應(yīng)器中微小鉆石種子晶體上。沉積物遵循晶種的結(jié)構(gòu),逐層形成更大的鉆石。過程通常需要300600小時-相當(dāng)長的時間,但比天然鉆石的情況要短得多。經(jīng)過切割和拋光后,實驗室培育鉆石具有與天然鉆石相同的物理、化學(xué)和光學(xué)特性。

對于批次CVD工藝,需要恒定的低壓力(高真空)。此外,在整個過程中,氣態(tài)反應(yīng)物需要以相同的恒定流量供應(yīng)到反應(yīng)器。


重要議題

l 質(zhì)量流量控制器和壓力控制器具有良好的可靠性和重復(fù)性

l 在長時間的制造過程中,鉆石保持如一的良好質(zhì)量

l 了解CVD過程


工藝方案

質(zhì)量流量控制器在鉆石、天然鉆石和人工鉆石中的應(yīng)用

方案 1:EL-FLOW Select & EL-PRESS 組合


Bronkhorst EL-PRESS數(shù)字電子背壓控制器用于確保等離子體室內(nèi)所需的低壓恒定值。

EL-FLOW Select 熱式質(zhì)量流量控制器用于準(zhǔn)確控制供應(yīng)到反應(yīng)器的氣體流量。甲烷(CH4)、氫氣(H2)作為前驅(qū)體供應(yīng)到反應(yīng)室用于促進金剛石的形成。根據(jù)客戶需求,可提供額外的氣體,如氮氣(N2)、氬氣(Ar)和氧氣(O2)。氫氣的典型流量為小流量(約1000 ml/min),甲烷和其他氣體的流量也很小。Bronkhorst儀表可準(zhǔn)確控制 3 ml/min 或更小流量。

質(zhì)量流量控制器在鉆石、天然鉆石和人工鉆石中的應(yīng)用

方案2:FLOW-SMS 模塊


通過拜訪相關(guān)系統(tǒng)集成商并了解其需求,Bronkhorst可提供多種解決方案,以獲得無泄漏的準(zhǔn)確流量控制和穩(wěn)定的壓力控制,確保高質(zhì)量的鉆石。基于客戶需求,可提供獨立的(12臺)EL-PRESS壓力控制器和(35臺)EL-FLOW Select熱式質(zhì)量流量控制器的各種組合。Bronkhorst提供各種通信協(xié)議,例如Modbus、Flowbus Profibus


在該低壓應(yīng)用中,一大優(yōu)勢是儀表能執(zhí)行控制操作,不會出現(xiàn)泄漏,實現(xiàn)穩(wěn)定和準(zhǔn)確的過程條件。


質(zhì)量流量控制器在鉆石、天然鉆石和人工鉆石中的應(yīng)用

方案 3:多通道流量控制器


作為一種經(jīng)濟型的解決方案,為滿足客戶在空間效率方面的需求,Bronkhorst可提供FLOW-SMS設(shè)置。此類緊湊的表面貼裝子系統(tǒng)將質(zhì)量流量或壓力傳感器模塊與(控制)閥或其他功能附件相結(jié)合,根據(jù)客戶需求安裝在導(dǎo)軌系統(tǒng)上。MANI-FLOW系列可滿足同樣的客戶需求,安裝在緊湊的模塊上。


結(jié)合對CVD工藝和市場需求的理解,Bronkhorst可為客戶提供可靠的解決方案。歡迎CVD金剛石系統(tǒng)制造商隨時與我們聯(lián)系。


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