基于有限元法模拟分析宝石级金刚石合成腔体内对流扩散场

摘要

本文利用有限元热-电-流-固多物理场耦合法,模拟分析了宝石级金刚石腔体内对流扩散场.模拟结果表明,腔体内对流扩散完整过程可分为溶解——析出——获得动力——再溶解四个过程.在碳素对流扩散场内,对流扩散呈不均匀分布,在绝缘管与碳源边缘接触附近的区域,碳素的扩散能力强.在晶体生长区域,碳素在此区域扩散能力非常弱,且越靠近碳源边缘,碳素扩散能力越强.根据模拟结果预测:碳源经过合成一段时间后,剩余形状将变成中间厚边缘薄的凸球面状.该预测结果与合成实验结果吻合.宝石级金刚石的对流扩散场的理论分析模型的成功构建,对促进我国优质宝石级金刚石的合成和腔体优化设计具有指导意义.

关键词