一种拼接CVD金刚石单晶的方法
技术领域
本发明涉及人造钻石技术领域，具体为一种拼接CVD金刚石单晶的方法。
背景技术
CVD金刚石,含碳气体和氧气的混合物在高温和低于标准大气压的压力下被激发分解，形成活性金刚石碳原子，并在基体上沉积交互生长成聚晶金刚石(或控制沉积生长条件沉积生长金刚石单晶或者准单晶),由于CVD金刚石中不含任何金属催化剂，因此它的热稳定性接近天然金刚石。同高温高压人工合成聚晶金刚石一样，CVD金刚石晶粒也呈无序排列，无脆性解理面，因此呈现各向同性。CVD金刚石现在被用为刀具材料的一种。
目前单晶金刚石合成受到尺寸限制，通常是采用单个天然金刚石或者人工合成的单晶金刚石薄片作为籽晶，在其原始尺寸上进行生长，由于大尺寸单晶金刚石稀有且价格昂贵，从而合成出的金刚石受到籽晶尺寸的限制，由于籽晶边缘缺陷较多且不易控制容易生长出多晶金刚石，使得获得产品的尺寸不会大于原始籽晶的尺寸，因此无法获得大尺寸的单晶金刚石。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种拼接CVD金刚石单晶的方法，具备通过CVD金刚石在生长过程中会自动修复晶格缺陷的原理解决大块CVD金刚石单晶难以生产的问题的优点，解决了背景技术提出的问题。
(二)技术方案
为实现上述通过CVD金刚石在生长过程中会自动修复晶格缺陷的原理解决大块CVD金刚石单晶难以生产问题的目的，本发明提供如下技术方案：一种拼接CVD金刚石单晶的方法，包括以下步骤：
步骤一、准备工具和原料，准备适量的CVD金刚石单晶籽晶，准备X射线衍射谱仪、激光切割机、研磨机和CVD金刚石生长机；
步骤二、使用X射线衍射谱仪对多个CVD金刚石单晶籽晶的内部晶向进行精确确定；
步骤三、根据步骤一中多个CVD金刚石单晶籽晶的内部晶向，使用激光切割机依次对多个CVD金刚石单晶籽晶进行激光切割；
步骤四、使用研磨机对步骤三中多个激光切割后的CVD金刚石单晶籽晶的切割面进行研磨光滑；
步骤五、将步骤四中研磨后的多个CVD金刚石单晶籽晶依次放置在CVD金刚石生长机中进行生长，能够得到大块完整的CVD金刚石单晶；
步骤六、将步骤五中大块完整的CVD金刚石单晶外表面的籽晶部分进行切除，得到无接缝的完整CVD金刚石单晶成品。
优选的，步骤一中多个CVD金刚石单晶籽晶均采用丙酮和酒精液体进行清洗，并进行烘干，烘干温度为50℃。
优选的，步骤四多个所述CVD金刚石单晶籽晶之间的接触面接触度为100％。
优选的，步骤五中所述金刚石生长机中的内部温度为800-1000℃，且金刚石生长机中通入甲烷、丙酮和二氧化碳等气体。
优选的，步骤五中多个所述CVD金刚石单晶籽晶按照网格状结构进行紧密排列。
优选的，步骤三中多个所述CVD金刚石单晶籽晶的均切割为方形设置。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种拼接CVD金刚石单晶的方法，具备以下有益效果：
1、该拼接CVD金刚石单晶的方法，通过X射线衍射谱仪对多个CVD金刚石单晶籽晶的内部晶向进行精确确定，使用激光切割机依次对多个CVD金刚石单晶籽晶进行激光切割，使用研磨机对多个激光切割后的CVD金刚石单晶籽晶的切割面进行研磨光滑，将研磨后的多个CVD金刚石单晶籽晶依次放置在CVD金刚石生长机中进行生长，能够得到大块完整的CVD金刚石单晶，将大块完整的CVD金刚石单晶外表面的籽晶部分进行切除，得到无接缝的完整CVD金刚石单晶成品，通过CVD金刚石在生长过程中会自动修复晶格缺陷的原理解决大块CVD金刚石单晶难以生产的问题。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种拼接CVD金刚石单晶的方法，包括以下步骤：
步骤一、准备工具和原料，准备适量的CVD金刚石单晶籽晶，准备X射线衍射谱仪、激光切割机、研磨机和CVD金刚石生长机；
步骤二、使用X射线衍射谱仪对多个CVD金刚石单晶籽晶的内部晶向进行精确确定，便于对多个CVD金刚石单晶籽晶自动生长方向进行确定，便于对多个CVD金刚石单晶籽晶进行切割；
步骤三、根据步骤一中多个CVD金刚石单晶籽晶的内部晶向，使用激光切割机依次对多个CVD金刚石单晶籽晶进行激光切割；
步骤四、使用研磨机对步骤三中多个激光切割后的CVD金刚石单晶籽晶的切割面进行研磨光滑；
步骤五、将步骤四中研磨后的多个CVD金刚石单晶籽晶依次放置在CVD金刚石生长机中进行生长，能够得到大块完整的CVD金刚石单晶；
步骤六、将步骤五中大块完整的CVD金刚石单晶外表面的籽晶部分进行切除，得到无接缝的完整CVD金刚石单晶成品。
步骤一中多个CVD金刚石单晶籽晶均采用丙酮和酒精液体进行清洗，并进行烘干，烘干温度为50℃，便于对多个CVD金刚石单晶籽晶的表面有机物进行清洗，并进行快速烘干，避免影响CVD金刚石单晶籽晶的生长。
步骤四多个CVD金刚石单晶籽晶之间的接触面接触度为100％，能够使相邻两个CVD金刚石单晶籽晶之间接触紧密，从而便于使相邻两个CVD金刚石单晶籽晶相互生长成为一体。
步骤五中金刚石生长机中的内部温度为800-1000℃，且金刚石生长机中通入甲烷、丙酮和二氧化碳等气体，便于使金刚石生长机中CVD金刚石单晶籽晶快速生长。
步骤五中多个CVD金刚石单晶籽晶按照网格状结构进行紧密排列，便于使多个CVD金刚石单晶籽晶相互生长成为一大块完整的CVD金刚石单晶籽晶成品。
步骤三中多个金刚石单晶籽晶的均切割为方形设置，便于将多个CVD金刚石单晶籽晶进行相互紧密拼接。
综上所述，该拼接CVD金刚石单晶的方法，准备工具和原料，准备适量的CVD金刚石单晶籽晶，准备X射线衍射谱仪、激光切割机、研磨机和CVD金刚石生长机；使用X射线衍射谱仪对多个CVD金刚石单晶籽晶的内部晶向进行精确确定，便于对多个CVD金刚石单晶籽晶自动生长方向进行确定，便于对多个CVD金刚石单晶籽晶进行切割，使用激光切割机依次对多个CVD金刚石单晶籽晶进行激光切割；使用研磨机对多个激光切割后的CVD金刚石单晶籽晶的切割面进行研磨光滑；将研磨后的多个CVD金刚石单晶籽晶依次放置在CVD金刚石生长机中进行生长，能够得到大块完整的CVD金刚石单晶；将大块完整的CVD金刚石单晶外表面的籽晶部分进行切除，得到无接缝的完整CVD金刚石单晶成品。
需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
