硼掺入量对含硼金刚石单晶热稳定性的影响

 在铁基触媒原材料中添加不同含量的六方氮化硼,采用粉末冶金方法制备片状触媒,在六面顶压机上合成出含硼金刚石单晶。用体视显微镜对金刚石单晶的结构、形貌进行观察,并用电子探针（EPMA）和波谱仪（WDS）分析了金刚石（111）晶面的硼含量,发现金刚石表面有硼元素存在,且其含量随着触媒中掺硼量的增加而变化。在测定了含硼金刚石单晶的静压强度的基础上,采用冲击韧性测定仪和差热分析仪对不同掺硼量触媒合成出的金刚石单晶在空气中的热稳定性进行了系统的对比研究。结果表明,触媒掺硼量对金刚石的机械强度和热稳定性有重要影响,随着掺硼量的变化,其机械强度和热稳定性均存在一个最佳值。     

采用片状铁基触媒借鉴粉末工艺合成金刚石

以单质金属粉为原料,采用粉末冶金方法制备了片状铁基触媒,并借鉴目前金刚石工业中最为常用的粉末触媒组装方式及合成工艺在高温高压下进行了金刚石合成试验.试验获得了粒径为300～500μm,具有六-八面体外形,形态完整,质量较高的立方金刚石单晶.检测发现,其主要性能指标均超过机械行业标准《人造金刚石技术条件》(JB/T7989-1997)对锯片级金刚石的技术要求,评级可在SMD30以上.同时,还具有较小的磁性和优于一般金刚石的热稳定性.试验验证了采用单质金属粉合成优质金刚石的可能性,有望进一步简化触媒制备工艺,降低金刚石的生产成本.     

铁基触媒中碳化硼含量对含硼金刚石单晶表观活化能的影响

通过在铁基触媒中添加适量的碳化硼,制备出了具有不同硼含量的含硼金刚石单晶。利用差热分析仪,测量了含硼金刚石单晶的差热和热重。采用Kissinger方法,计算了含硼金刚石单晶在加热过程中发生氧化反应的表观活化能,对比分析掺硼量对含硼金刚石单晶热稳定性的影响。结果表明:差热和热重测量值与表观活化能计算值的变化规律基本一致;随着掺硼量的增加,含硼金刚石单晶的热稳定性先提高后降低,剧烈氧化时表观活化能随着掺硼量的增加而减小。     

金刚石单晶生长的声发射实时检测初探

采用声发射检测技术,对高温高压下人造金刚石单晶的生长过程进行了检测和分析。利用由PCI-8型声发射仪和LMD-800型铰链式六面顶压机组成的声发射检测系统,检测了金刚石单晶的生长过程。将金刚石单晶生长和不生长过程中检测到的声发射信号进行对比和频谱分析,结果表明:声发射信号与金刚石单晶生长过程存在对应关系;金刚石单晶生长对应的声发射信号是一种低频信号,可以利用声发射信号的变化规律研究金刚石单晶在高温高压条件下的原位反应机理。     

高温高压下Fe-Ni-C系合成金刚石的研究

 以工业纯单质铁粉和单质镍粉为主要原料，采用粉末冶金方法制备了Fe-Ni-C系反应体系，在六面顶压机上进行了金刚石合成实验。Raman光谱和X射线衍射结果表明，采用这种方法获得的粒径为200~500 μm，呈六-八面体聚形的晶体为立方金刚石单晶。通过对常规力学性能的检测发现，金刚石的品位较高，超过SMD25级锯片级金刚石的要求。分析认为，高温高压下金刚石自Fe-Ni-C系形核是一个触媒不断溶解催化碳原子的过程。大量的实验结果可以证实，金刚石在Fe-Ni-C系长大所需的碳原子来自于在γ-(Fe，Ni)吸引作用下、从(Fe，Ni)₃C中不断脱溶的碳。金属包覆膜在这一过程中不但起到了输送碳原子的作用，还以独特的方式促成了碳原子由sp²π杂化态向sp³杂化态的转变。