CNE 上海核博會
中國國際核聚變與核能源產(chǎn)業(yè)大會暨博覽會
2025年7月16-18日 中國-上海

助力核聚變,院士高度評價國產(chǎn)自主MPCVD金剛石

作者:郜白瀏覽數(shù):9
文章附圖


今年3月30日,中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所自主設(shè)計、研制并擁有完全知識產(chǎn)權(quán)的磁約束核聚變實驗裝置——EAST全超導(dǎo)托卡馬克裝置——在面向聚變堆無涂層全金屬壁條件下重復(fù)獲得離子溫度超過一億度等離子體運行。這一里程碑性的重要突破,為探索未來聚變堆前沿物理問題奠定了重要的實驗基礎(chǔ),對加快實現(xiàn)聚變能應(yīng)用具有重要意義。而讓裝置內(nèi)部溫度達到上億攝氏度,需要注入數(shù)十兆瓦的微波能量,而傳輸這種能量,離不開一種微波窗口材料——直徑4英寸、厚度接近2毫米的金剛石——它來自河北普萊斯曼金剛石科技有限公司(普萊斯曼)。

有“人造太陽”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)

普萊斯曼是由河北省激光研究所有限公司等投資成立的專業(yè)生產(chǎn)高質(zhì)量CVD金剛石的科技創(chuàng)新型企業(yè),公司成功研制了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的直流電弧等離子體噴射CVD金剛石設(shè)備,以其生產(chǎn)的金剛石膜具有高熱導(dǎo)率、高機械強度、低成本的特點,可用于光學(xué)窗口、散熱襯底、砂輪修整工具坯料、拉絲模坯料、高耐磨涂層以及高音用擴音器喇叭膜等。


明星產(chǎn)品
CVD金剛石散熱片

——熱導(dǎo)率可達到:2000W/m.K;最大直徑可以達6”;表面粗糙度可以做到小于3nm。除了熱導(dǎo)率遠高于常見的銅和鋁等散熱材料,優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和耐磨性,尤其適合在極端環(huán)境下使用。



CVD金剛石光學(xué)(輸能)窗口

——面積可達6”,透過率可達70%@10.6um。

可在從紫外光到紅外光廣泛的波長范圍內(nèi)工作,高透過率可減少能量損失,除了核聚變等高能物理實驗,還能為光學(xué)儀器、激光系統(tǒng)、紅外成像等領(lǐng)域提供高端解決方案。



結(jié)語

生產(chǎn)大尺寸高品質(zhì)金剛石,需要更大的等離子體尺寸、更高的能量密度和更好的穩(wěn)定性。普萊斯曼開發(fā)的裝備和產(chǎn)品受到中國工程院院士李建剛高度評價:普萊斯曼自主研發(fā)的915兆赫/75千瓦MPCVD設(shè)備在國內(nèi)率先合成聚變堆用兆瓦級微波窗口,窗口性能指標達到國外同類產(chǎn)品水平,可替代國外金剛石窗口應(yīng)用于我國聚變工程研究。


關(guān)于普萊斯曼

普萊斯曼成立于2009年,是依托于河北省科學(xué)院及所有從事國家“863”金剛石項目的研發(fā)人員成立的高新技術(shù)企業(yè),是致力于CVD金剛石設(shè)備研發(fā)、CVD金剛石產(chǎn)品生產(chǎn)工藝研究以及CVD金剛石加工及應(yīng)用的專精特新企業(yè)。
直流噴射技術(shù)在散熱產(chǎn)品的制作中具有生長速率快、熱導(dǎo)率高、面積大、表面加工質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)勢,所以可以批量提供各種面積、形狀和不同表面質(zhì)量要求的散熱產(chǎn)品。公司擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的直流噴射及大功率微波(915MHz)等離子技術(shù),近幾年在散熱產(chǎn)品及微波光學(xué)窗口的生產(chǎn)及應(yīng)用方面取得了較大的進步。在國外對我國此類產(chǎn)品管制的背景下,填補了國內(nèi)的空白。公司推出可以媲美國外的大面積金剛石光學(xué)窗口,并且在不斷迭代升級和完善,為半導(dǎo)體相關(guān)設(shè)備制造提供了重要保障。


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