Detektoren

Spurenverunreinigungsmessungen sichern die Qualität von gezüchteten Diamanten

Spurenverunreinigungsmessungen sichern die Qualität von gezüchteten Diamanten

Synthetische Diamanten lassen sich auf verschiedene Art und Weisen erzeugen. LDetek, der Experte für die Detektion von Spurenverunreinigungen in der Process Sensing Technologies Gruppe, hat eine schlüsselfertige Komplettlösung für die Herstellung synthetischer Diamanten nach dem CVD-Verfahren (Chemical Vapor Deposition, dt.: chemische Gasphasenabscheidung) entwickelt. Durch die Kombination eines Gaschromatographen mit integrierter Stromauswahl und Gasverdünnung können Betreiber den Prozess der Züchtung hochwertiger Diamanten beschleunigen.

Die wirtschaftlichste Methode zur Produktion großer Mengen synthetischer Diamanten ist das Hochdruck- und Hochtemperaturverfahren (HPHT). Das CVD-Verfahren (Chemical Vapor Deposition) liefert dagegen die bestmögliche Qualität synthetischer Diamanten in relativ kurzer Zeit. Beim CVD-Verfahren wird ein Kohlenstoffplasma über einem Substrat erzeugt, auf dem sich die Kohlenstoffatome ablagern und Diamant bilden. Es ermöglicht eine bessere Einstellung der Merkmale und Eigenschaften der Diamanten, erfordert aber eine genaue Kontrolle der Verunreinigungen in den verwendeten Kohlenwasserstoffgasen. An dieser Stelle kommt dem LDetek-System für Spurenverunreinigungen eine entscheidende Rolle zu: Der N2-Gehalt muss sorgfältig kontrolliert werden, ebenso wie Spuren von O2 und H2O, um die Reinheit des Wasserstoffs, des Methans und anderer Zusatzgase sicherzustellen.

N2-Spuren von sub-ppb (parts-per-billion, Teile pro Milliarde) bis zu einigen hundert ppm (parts-ber-million, Teile pro Million) werden mit dem LDetek PlasmaDetek2 Detektor gemessen, der im MultiDetek2 Gaschromatographen verbaut ist. Die optionale H2O-, NH3- und O2-Analyse kann im gleichen Gerät ergänzt werden, wenn es der Prozess erfordert. Das LDGSS Stream Selector System von LDetek sorgt für die automatische Umschaltreihenfolge bei der Analyse zwischen H2/CH4 und den verschiedenen Zusatzgasen, während das automatische Gasverdünnungssystem LDGDSA zur genauen Kalibrierung für Gase im ppb-Bereich hinzugefügt werden kann.

Synthetische Diamanten - auch als gezüchtete Diamanten bezeichnet - werden auf der ganzen Welt hergestellt und auf die gleiche Weise wie natürlich vorkommende Diamanten verwendet. Dazu gehören Schmuck, Elektronik, Maschinen- und Schneidwerkzeuge, Wärmeleiter und optische Materialien. Für die Industrie sind synthetische Diamanten weniger kostspielig, werden aber als besonders ethisches Produkt geschätzt, da ihre Herstellung kaum humanitäre oder ökologische Auswirkungen hat. Für die Schmuckherstellung sind weitere Vorteile die Möglichkeit, Formen zu produzieren, die in der Natur nicht möglich sind, und die bessere Kontrolle über die Qualität der Steine.

Anwenderbericht

Teilen