超细的显微结构使超硬材料变得更硬

<正>金刚石和立方氮化硼作为先进工具材料,在现代加工业中发挥着至关重要的作用.然而这两种材料都存在各自的缺点:例如金刚石的热稳定性较差,立方氮化硼的硬度和韧性偏低.同时提高这些材料的综合力学性能(硬度和韧性)及热稳定性是科学界和产业界长期以来的共同目标.此外,寻找硬度超过天然金刚石的人工材料也一直是人类的梦想.然而,多年的努力使人们对能否实现这一梦想持悲观态度,     

电极研究动态

1　金刚石电极材料金刚石与石墨是碳的两种同素异构体。如细加区分 ,前者又有两种结晶形态 ,一种属闪锌矿型 ,另一种属纤维锌矿型 ,后者的碳原子也有两种结晶学上不同的类型。前者密度为 3.5 1ｇ·ｃｍ- 3(而后者仅2 .2 2 ) ,故较致密 ,硬度也高 ,为莫氏硬度的第 10级(最硬的等级 ) ,并具有良好的导热性和化学惰性。但它难以用作电极材料 ,因其电阻值也很高。这是因为它的每个碳原子与其他 3个碳原子键合 ,形成ｓｐ3杂化轨道 ,组成四面体 ,并不是平面构象。至于石墨中的碳原子则成ｓｐ2 杂化轨道 ,除 3个σ键外 ,尚有一个π键。π键上的电子…     

纳米改性动力型锌镍电池的产业化技术

近年来电动汽车、电动自行车等交通工具快速发展,便携式仪器仪表、各种动力工具也在不断增长,这些产品的快速发展直接导致了一个庞大而迅猛发展的动力型电池市场,2004年全球销售各类小型动力型二次电池已达到70亿美元.     

纳米改性动力型锌镍电池的产业化技术

近年来电动汽车、电动自行车等交通工具快速发展，便携式仪器仪表、各种动力工具也在不断增长，这些产品的快速发展直接导致了一个庞大而迅猛发展的动力型电池市场，2004年全球销售各类小型动力型二次电池已达到70亿美元。     

金刚石微粉的制备、综合表征及应用

无论是天然或是人造金刚石微粉都是当今国际上一种超硬精细磨料.随着高新技术的发展,它在各工业部门的应用越来越广泛.金刚石微粉作为磨料应用在工业、科学研究和医学上各种精密元器件的精磨或抛光加工;在电子工业中还可做成高密高能元件[1].金刚石微粉的技术标准国际上没有完全统一,世界各国和各厂家都制订有各自的技术标准,因此建立一套对于金刚石微粉性能的综合表征就十分有必要.     

金刚石中氮存在状态的转变

I_b型人造金刚石在温度为1500—2500℃和压力为6.5—9.5 GPa条件下经过处理,形成了天然金刚石中存在的所有氮的聚集体:A中心,B中心,N3中心和片状体。在红外吸收谱线中出现了与片状体有关的7.3μm吸收峰。I_b型金刚石经过超高压和2000℃以上温度的处理变得特别耐磨。I_aA型天然金刚石经压力为9.5 GPa左右和高达2700℃的处理,其红外吸收谱线中的7.3,7.8,8.5,9.1,9.9μm等吸收峰发生了改变;A中心转变成了B中心,部分A中心分解成了单个状态的氮原子;并形成了N3中心。     

红外和联合散射光谱在无机和络合物化学中的应用

前言联合散射光谱和红外光谱是研究分子的结构和性质的有效工具。在测定复杂的有机分子结构方面,例如天然产物、高聚物、染料等取得了极其卓越的成就;而在有机产品的定性和定量分析中也有着很重要的应用。和有机物相比,无机物的结构一般比较简单。其中許多种的结构通过X光、电子衍射和其它物理或化     

金刚石、石墨在常压下有熔点吗?

为了说明问题的提出,现将不同资料中查到的金刚石、石墨熔点列表对比如下:(表一) 从上列数据可以看出: <1> 资料来源不同,金刚石、石墨的熔点也不同; <2> 有的资料只提供其中一种物质的熔点; <3> 有的资料提供的金刚石、石墨熔点是不确定值(大于3500℃); <4> 金刚石熔点比石墨高,或者相反。     

毫秒脉冲激光合成超细纳米金刚石

通过热力学和动力学的基本理论, 分析了毫秒脉冲激光照射石墨悬浮液合成超细纳米金刚石的机理. 在毫秒脉冲激光与石墨颗粒相互作用形成的碳蒸气羽中, 通过碳蒸气凝聚形成了金刚石核. 与纳秒脉冲激光相比, 毫秒脉冲激光具有较低的功率密度和较长的脉宽, 为金刚石核的生长提供了较小的过冷度, 使得金刚石核的生长速率减小; 而较小的生长速率也为金刚石表面形成sp2杂化结构提供了机会, 它可以有效降低金刚石核的表面能, 促使金刚石核稳定, 但表面的sp2杂化也阻止了金刚石核的外延. 以上两个原因决定了毫秒激光辐照石墨颗粒过程中只能获得超细的纳米金刚石.     

碳纳米管向金刚石纳米晶粒的转变

在碳60（C60）[1]和碳纳米管(CNTs)[2]发现之前,人们知道碳通常显示石墨和金刚石两种晶体结构.自从C60和碳纳米管发现后,由于其独特的纳米结构而具有广泛的应用前景,国内外许多学者致力于研究它们的物理和化学特性,而C60、巴基葱（多层碳纳米球）、碳纳米管和金刚石之间的转变是所研究的焦点之一.目前,由碳的其他形式向金刚石转变的主要方法有：Meilunas等人[3]以C60和C70薄膜为基底气相生长多晶金刚石,C60和C70的稳定性和微平面结构在外界条件下,有利于金刚石成核和外延生长;Banhart[4]小组研究了在电子束辐射作用下巴基葱转变…     

氮掺杂有序介孔少层碳: 一种新型高比电容电极材料

正碳材料具有丰富的结构构型、奇特的电子结构和非凡的物理性质。比如,单质碳的结构构型包括三维的金刚石、二维的石墨烯、一维的纳米碳管、零维的富勒烯球;其导电性能迥异,禁带宽度从金刚石的E_g=5.47 eV、C60的E_g=1.5 eV、半导型碳纳米管的E_g0 eV和金属型E_g=0 eV、到石墨或石墨烯的0 eV。这些特征为碳材料结构的设计和剪裁提供了便利,因此碳材料用作高性     

研究发现纳米金刚石可杀菌

<正>德国不来梅大学研究人员参与的一个国际研究团队发现,纳米金刚石可像金属银、铜一样有效杀除细菌。纳米金刚石直径约5纳米(1纳米等于10亿分之1米),约为细菌的二百分之一,可通过含碳化合物在高压容器中爆炸产生。这种灰褐色金刚石粉末在接受不同的热处理后,表面会形成不同的化学基团。研究人员发现,一些纳米金刚石具有较强的杀菌特性,可在短时间内杀死细菌,而纳米金刚石表面上一种名为酸酐的特定含氧基团似乎是其具有杀菌特性的原因所在。     

氢终止金刚石表面的形成机理

为考察金刚石形成氢终止表面的反应机制,采用微波氢等离子体处理以及电阻丝氢气气氛加热处理进行对比研究.利用光发射谱(OES)和漫反射傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)分别表征了微波氢等离子体中的活性基团和金刚石表面氢终止浓度.结果表明,微波氢等离子体环境下,随着衬底温度、等离子体密度和能量的增加,温度至700 ℃ (800 W/3 kPa)时,等离子体中出现了明显的CH基团;相应地,金刚石表面氢终止浓度随温度、等离子体密度和能量的增加而增加.采用氢气气氛下电阻丝加热的方法同样形成了氢终止金刚石表面,表明微波等离子体处理金刚石表面形成氢终止主要源于由温度控制的表面化学反应,而非等离子体的物理刻蚀作用.氧终止金刚石表面形成氢终止的机制是表面C=O键在高于500 ℃时分解为CO,相应的悬挂键由氢原子或氢分子占据.     

n型金刚石薄膜催化生长碳纳米管

研究了n型金刚石薄膜作为催化剂生长碳纳米管的方法.首先采用丙酮裂解化学气相沉积(CVD)法制备均匀的n型金刚石薄膜,然后采用乙醇为碳源的CVD法,在850、900和950℃下,分别在n型金刚石薄膜上制备了碳球、竹节状碳管和多壁碳纳米管.所得产物用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱和X射线光电子能谱表征.实验结果表明产物的形貌与反应温度有关.我们还提出了与金刚石催化生长碳纳米管结果相符的实验机理.     

立方金刚石和六方金刚石结构的认识和应用

通过深入分析和对比立方金刚石和六方金刚石的结构,强化了对立方晶体和六方晶体的结构差别的认识,并以金刚石结构为基础建立了四面体型四配位晶体结构的模板以及衍生的四面体型四配位耦合直线型二配位的模板,利用模板分析具有类似结构的物质.     

“富勒烯”一词不科学

１９８５年以前，公认碳只有两种结构确定的单质———金刚石和石墨，尽管金刚石还有立方、六方之分，石墨也因层间的不同对应关系而有多型。１９８５年以来，人们发现了碳的分子态新单质。最早确定的是Ｃ６０，后来发现，分子态碳的种类很多，例如，Ｃ４４，Ｃ５０，Ｃ７...     

化学文献印刷型检索工具及其进展

文献检索工具是报道、存贮和查找科技文献情报资料线索的工具,是为用户检索需要而组织编辑、整理出版的情报线索性出版物.我们主要依据它进行文献检索,进一步从有关文献中选取用于竞争活动的情报(intelligence).印刷型手工检索工具问世于今,已经300多年历史,至今仍与机械型检索工具并驾齐驱,共同承担报道、传播、交流科技文明的任务发挥作用.本文以印刷型检索工具为主,简介化学文献检索工具的发展、改进和现状.     

新金刚石电子结构的第一性原理研究

金刚石、 石墨和卡宾碳是三种常见的碳同素异构体, 其外层轨道价电子分别是以sp³-, sp²-和sp¹-形式杂化而成的^［1］. 1991年, Hirai等^［2］在研究金刚石的形成机理时, 发现了一种新的碳同素异构体, 并将其命名为新金刚石(new diamond) ^{［3, 4］}. 在许多实验过程中虽然也曾获得过新金刚石^［5~11］, 但是这些实验获得的新金刚石的样品产量都较少, 且新金刚石的颗粒尺寸都很小(小于100 nm), 因此只能采用电子衍射(ED)的方法研究其结构. Jarkov等^［9］在分析多晶体ED图谱的基础上, 认为新金刚石是面心立方结构(FCC), 其晶格常数为0.357 nm. 2001年, Konyashin等^［1］通过ED图谱、电子能量损失谱和半经验的能量计算认定新金刚石为FCC的纯碳, 其晶格常数为0.356 3 nm. 我们曾用强磁场碳黑催化法制备出大量的新金刚石^{［3,4,12~14］}, 并对新金刚石的热稳定性进行了研究^［12］, 而对其结构和性能的研究尚未见报道.     

稀土对TiC基金属陶瓷耐磨堆焊材料组织性能的影

应用扫描电镜、透射电镜等测试手段和冲击试验、磨损试验,研究了TiC基金属陶瓷堆焊材料中加入稀土氧化物,对堆焊材料的组织、界面相结构、显微硬度、冲击韧性和磨损性能的影响,初步探讨了稀土氧化物改善界面显微结构、提高胎体金属韧性的作用机制。研究结果表明,稀土氧化物能细化堆焊层胎体金属组织,消除胎体金属的缺陷,细化胎体金属断口韧窝并使撕裂棱数量增加,提高堆焊层冲击韧性和塑性,促使金属基陶瓷与胎体金属界面形成多晶过渡区和局部非晶态物相,提高界面的结合强度。稀土氧化物的加入对胎体金属显微硬度的影响不大,但能显著提高堆焊层干摩擦磨损状态下的耐磨性,具有一定的减摩作用。     

不同压力下碳氢体系低压金刚石的非平衡定态系列相图

系统压力是低压金刚石薄膜生长实验中重要的实验参数，如果采用合理的计算方法定量化地预测出压力对金刚石薄膜生长条件的影响，则可以直接用于指导其实验研究。本文报道根据非平衡热力学耦合理论模型绘制了C-H体系金刚石生长投影相图，经与大量实验结果比较相一致，并系统地计算了压力变化的碳氢体系金刚石生长非平衡定态截面相图，得到了金刚石生长区随压力变化的规律。计算得到的相图与经典平衡相图有本质不同，均有金刚石生长区，因而可以合理解决金刚石低压下连续生长而石墨被腐蚀与经典平衡热力学之间的矛盾。本文的计算结果可以为金刚石生长实验提供定量化的压力条件的选择和优化实验条件。