石墨的性质与金刚石的合成效果

在合成金刚石的实验中,由于所采用的石墨材料种类的不同,往往明显地影响金刚石的合成效果．因此,石墨具有什么性质才有利于提高人造金刚石的质量和产量,就成为值得重视的理论和实际问题．我们对十四种成型石墨作了一些物理性质的测定,显微结构观察和Ｘ射线衍射实验．据此,把十四种石墨分为七类,这七类石墨合成金刚石的效果是有明显差别的．总的趋势是：碳素的石墨化程度较高的石墨,合成金刚石的效果较好．实验采用的是?...     

碳化硅-金刚石超硬复合材料的弹性性质

在六面顶压机装置上,采用完全静水压声速测量技术,同时测量了碳化硅-金刚石复合材料在0~4.3GPa压力范围内的纵波声速(vp)和横波声速(vs),获得了其弹性模量与压力的关系。研究发现:当压力小于1.4GPa时,由于材料内部微孔隙闭合,材料声速随压力的升高而增大;随着压力的继续增加,微孔隙闭合完毕,声速趋于稳定值。常压下,碳化硅-金刚石复合材料的剪切模量高于体积模量;而高压下微孔隙对纵波声速的影响明显大于横波声速,导致体积模量在约1.4GPa时超过剪切模量。在1.4~4.3GPa压力下,碳化硅-金刚石复合材料的体积模量和剪切模量分别约为360和350GPa。     

类金刚石薄膜的性质、应用及制备

介绍了类金刚石薄膜的结构特征,并详细讨论了采用物理化学气相沉积方法制备类金刚石薄膜过程中各相关参数之间的关系以及对薄膜结构和性质的影响. 关键词：     

生长条件和退火对金刚石薄膜光学性质的影响

提出一种分析微波等离子体化学气相沉积工艺条件对金刚石薄膜的组成和光学性质影响的方法。采用红外椭圆偏振光谱仪来分析Si衬底上金刚石薄膜的组成和光学性质，研究微波等离子体化学气相沉积法生长条件和退火工艺对金刚石薄膜的消光系数和折射率的影响。实验表明金刚石薄膜中存在C—H、C=C、O—H和C=O键，生长条件对薄膜中C—H和C=C键的含量及薄膜的折射率影响较大；薄膜经过退火后薄膜的光学性质得到明显改善。     

非简谐振动对纳米金刚石表面性质的影响

借助米-里纳德-金斯势研究了纳米金刚石的Debye温度、表面能、表面压强、晶格参量随原子数和形状的变化规律, 探讨了非简谐振动和形状对其表面性质的影响.结果表明: 1)纳米金刚石的Debye温度和表面能随原子数的增多而增大, 其中杆状的Debye温度和表面能要小于立方形的值; 2)纳米金刚石的表面压强和低温时的晶格参量相对变化量随原子数N 的增多而减小,其中杆状的值要比立方形的值要大; 3)原子数较少时,非简谐振动效应和形状对纳米晶的Debye温度、表面能、 表面压强、晶格参量的影响显著.     

活性质吸附氢修饰金刚石表面的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,构建了不同活性质吸附氢修饰和氧修饰金刚石(100)表面,计算了氢修饰和氧修饰金刚石(100)表面吸附体系的平衡态几何构型和态密度.结果表明,氢修饰金刚石表面与H_3O~+离子间具有较强的相互作用,在费米能级附近出现浅受主能级,电荷会发生从氢修饰金刚石表面向吸附H_3O~+离子迁移,从而呈现p型导电性;当吸附物为H_3O~+离子和H_2O分子混合吸附时,能带结构发生改变,但是其导电性并没有发生变化.相比之下,含水分子和H_3O~+离子的吸附物在氧修饰金刚石表面将发生分解,不能稳定存在,吸附体系仍呈现绝缘性质.     

氦压对类金刚石薄膜结构和光学性质的影响

使用脉冲激光沉积技术在不同氦压下制备了系列无氢类金刚石薄膜,测量了样品的Raman光谱、光吸收光谱和光致发光光谱,采用原子力显微镜测试了薄膜的表面形貌,研究了薄膜的微结构和光学性质与制备条件的依赖关系. 结果表明,该薄膜是由sp2和sp3杂化碳原子组成的非晶碳膜. 薄膜的光学带隙在1.45～1.78 eV. 薄膜的发光在可见光区呈宽带结构,氦压能够对类金刚石薄膜的结构和光学性质产生较大影响. 当氦压从0.05 Pa升高至15 Pa时,sp2团簇变大,带尾态增多,从而导致薄膜的发光增强,光学带隙变窄,发光峰位红移. AFM 形貌表明随着氦压的升高,薄膜的表面由致密光滑变得粗糙,并且许多大小不均匀的球状颗粒出现在薄膜表面.     

沉积工艺条件对金刚石薄膜红外椭偏光学性质的影响

采用红外椭圆偏振光谱仪对不同工艺条件下制备的CVD金刚石薄膜在红外波长范围内的光学参量进行了测量，分析了工艺条件对金刚石薄膜红外光学性质的影响.获得了最佳的沉积工艺参数，优化了薄膜的制备工艺.结果表明薄膜的折射率和消光系数与薄膜质量密切相关，当温度为750℃，碳源浓度为0.9%和压强为4.0 kPa时，金刚石薄膜的红外椭偏光学性质最佳，折射率平均值为2.385，消光系数在10^-4范围内，在红外波段具有良好的透过性. 关键词： 薄膜光学 红外光学性质 工艺条件 金刚石薄膜     

金刚石锯片的选择与修整

<正> 一、锯片的选择金刚石锯片是光学冷加工中不可缺少的重要工具之一。主要用来切割各种光学玻璃,锯片的好坏直接影响切割的质量和效率。切割光学玻璃,我们常用的金刚石锯片有两种,一种是圆环式(上海产),另一种是镶齿式(贵阳产)。这两种锯片不仅在外观上有区别,即使在结合剂、粒度、金刚石含量都相同的情况下效率也不相同。据我们使用情况看,环圆式锯片要比镶齿式锯片效率高20%。使用时圆环式锯片安装方便,没有逆顺方向之分;镶齿式锯片,安装时必须按旋转方向和锯片镶     

金刚石/铝复合材料界面性质第一性原理计算及界面反应

采用第一性原理计算和实验相结合的方法,研究了金刚石/铝复合材料的界面性质及界面反应.计算结果表明:金刚石(100)/铝(111)界面粘附功更大,相比金刚石(111)/铝(111)的界面粘附功4.14 J/m~2提高了41%.同时,金刚石(100)/铝(111)界面处形成Al—C键合的趋势更强. Al—C键的引入能够促进金刚石(100)/铝(111)界面处C—C键的形成,提高界面粘附功.利用真空气压浸渗法制备金刚石/铝复合材料,并对金刚石/铝复合材料的界面结构进行多尺度表征.在金刚石{100}面观察到界面产物Al_4C_3,且界面脱粘多发生在金刚石{111}面,实验现象与计算结果相一致.湿热实验研究了界面反应对金刚石/铝复合材料的影响,进一步表明抑制Al_4C_3生成、改善界面选择性结合对于提高金刚石/铝复合材料性能及稳定性具有重要意义.本文的研究为第一性原理计算金刚石/金属的界面性质提供了新的思路,也对金刚石/金属复合材料的设计具有重要的指导意义.     

奇妙的金刚石

 今年六月,洛斯阿拉莫斯国家试验室的物理学家们,通报了一项令人瞩目的发现,他们从三硝基甲苯(TNT)爆炸过后冒出的碳烟中,发现了无数的微细粒金刚石,这是他们正在从事研究高能炸药碳化学时发现的.金刚石是从哪儿来的呢?来自当地地下里的碳.碳原子在高压、高温作用下,以规则型式聚集在一起(即是结晶),这种结晶物质正是金刚石.试验项目负责人J.D.约翰逊说,在洛斯阿拉莫斯地区,其它因素或许有助于形成钻石,“但是,爆炸的压力和热量发挥了巨大作用”。     

人造金刚石与硬质合金复合材料的研制

 本实验选用TiH₂及其它微量元素做粘结剂，在DS-029B型六面顶压机上烧结人造金刚石与硬质合金复合材料。实验中，采取TiH₂脱氢与金刚石净化同时进行的工艺，在高真空和一定温度下脱氢，得到高活性的新鲜钛，使其具有更强的粘结作用，以获得高磨耗比的金刚石复合材料。实验中比较了不同净化温度对磨耗比的影响；同一种粘结剂不同含量与磨耗比之间的关系；同时还测试了其耐热性及时间极限。结果表明，这种复合材料在850 ℃下，加热3 min，磨耗比没有明显改变。     

原子氢与金刚石表面的相互作用

用高分辨率电子能量损失谱研究了氢原子吸附在金刚石表面的各种振动模式,其中主要是位于360meV处的C—H键的伸长振动和位于160meV处的“剪”振动。用氚原子代替氢原子吸附在金刚石表面,观测到上述振动模式所发生的同位素位移。将金刚石表面加热至900℃后,各种振动模式全部消失,这时吸附氢原子全部脱去,金刚石表面的悬键变成平躺在表面上,导致金刚石表面石墨化。由于石墨化后π-带的作用,在损失谱上出现一个非弹性的、连续的损失峰结构。我们用UPS和AES技术进一步证实了脱氢后金刚石表面的石墨化。 关键词：     

多用表的特殊用途

多用表因具有用途广泛 ,操作简单 ,携带方便、价格低廉等优点 ,已成为电工测量、无线电设备维修中的必备仪器 .为了真正实现一表多用 ,并在一定程度上克服因专业测试仪器缺乏而造成的困难 .探讨和寻找多用表的特殊用途 ,加以总结并传授给学生 ,就显得十分必要 .根据电工等级考核的教学和在电器测量方面的经验 ,现总结以下几种特殊用途 :1　寻找交流电源的火线将多用表拨到交流2 50Ｖ或 50 0Ｖ档 ,一支表笔接电源的一端引线 ,另一支笔接大地 (或水管等 ) ,如图 1所示 .若此时多用表的指针有明显的偏转 ,则此电源的引线为火线 ;若表针不动 ,则…     

织构金刚石薄膜的成核与生长

在加衬底偏压和不加衬底偏压两种情况下，用微波等离子体化学汽相沉积（MWCVD）技术在Ｓｉ（１００）衬底上合成了织构的金刚石薄膜使用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和取向Ｘ射线衍射技术证实了我们得到的样品是织构的金刚石薄膜观察了织构的金刚石薄膜的成核和生长过程，从理论上对金刚石薄膜异质外延的成核和生长机理进行了探讨 关键词：     

天然金刚石形成透明硼皮金刚石的研究

 本文采用离子注入法，对天然金刚石表面进行少量渗硼，形成透明硼皮金刚石。经NP-1型X光电子能谱仪（XPS）表面测试，证明注入硼后的金刚石表面硼原子和碳原子形成了结合键。又经热失重分析（TGA）表明，用B₂O₃和硼作离子源进行注入，均能使金刚石的抗氧化温度得到提高，但用硼注入得到的“硼皮”金刚石抗氧化性更好些。用四种不同能量进行注硼时，都能使金刚石的抗氧化性得到几乎相同程度的提高，与注入的深度无关。     

Fe基合金与金刚石单晶生长

 本文通过Fe基催化剂在生长金刚石单晶中获得的不同现象与Fe基合金晶格常数、组分、磁距、Mossbauer谱相比较，揭示了Fe基催化剂常温常压下磁性质与金刚石单晶生长的关系。     

人造金刚石

金刚石具有超硬、耐高温、高热导、抗腐蚀、抗辐照、透红外和半导体等特性,是发展现代工业、现代国防和尖端科学技术等方面不可缺少的一种重要材料．人造金刚石是固体物理学中超高压、高温下物质相变和人造新材料等方面研究的一个重要对象．金刚石在工业上用途很广,可作优等磨料、磨具、切割片、孕镶钻头、表镶钻头、玻璃刀、砂轮修正笔、拉丝模、高精度的车刀、硬度计的压硬头、航行仪表用抗震支承轴等．用金刚石研磨和抛光?...     

金刚石散热片

引言天然金刚石和人造金刚石具有很多优异的物理性能．它们的硬度高,抗压强度大,耐磨性好,已在机械加工、地质、冶金和石油的钻探开发中得到广泛应用．近年来,更发现一些特殊类型的金刚石,具有优异的导电性能和半导体性能,目前已在电子工业中开拓了新的应用领域．这里就金刚石散热片作一专门介绍,它们作为固体微波器件和半导体激光器的散热片,已得到有关部门的特别重视．一、金刚石的分类和Ⅱ－Ａ型金刚石目前根据金刚?...     

人造金刚石合成中黑色低磁金刚石的研究

 通过对合成金刚石的原材料和合成产物——石墨、Ni₇₀Mn₂₅Co₅触媒、普通人造金刚石、黑色人造金刚石、NiMnCoC熔体的磁化率测试,以及对黑色人造金刚石和普通人造金刚石破碎断面扫描电镜的对比分析,认为黑色人造金刚石形成低磁性的原因是由于合成过程中温度偏高、压力偏低,生长的金刚石质量差、裂纹多。晶体内夹杂了很多石墨与触媒包裹体,同时金刚石表面与金刚石晶体内的触媒包裹体之间形成贯穿性的裂纹。在金刚石化学提纯处理过程中,金刚石晶体内的铁磁性触媒包裹体杂质被通过裂纹进入的酸除去。因而在检测金刚石磁性时,黑色金刚石的磁性很小,呈弱磁性。