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1.
本文以自制的Fe基含硼合金作催化剂,石墨片作碳源,压力和温度分别为5.3GPa和1570K条件下,在六面顶压机上合成了0.6mm左右的含硼金刚石晶体。利用X射线衍射仪(XRD)分析了金刚石晶体的结构,证明金刚石是六方结构的。在光学显微镜下观察了金刚石的晶形,利用透射电子显微镜(TEM)和能谱仪(EDS)对金刚石晶体进行了微观分析,发现了多种含硼包裹物,包括(Fe,Ni)23(C,B)6,(Fe,Ni)3(C,B),(Fe,Ni)B,(Fe,Ni)2B,Ni3B,B4C等。研究了它们的化学组成与微观结构,并分析了含硼包裹物的来源与形成过程。结合金刚石的生长过程分析认为,合金触媒是金刚石中包裹物元素的主要来源,通过调整触媒的成份和含量可以控制金刚石内杂质元素的种类。硼元素在金刚石中既可以以化合物的形式存在,也可以替代碳原子存在于金刚石内。  相似文献   
2.
人造金刚石金属包膜研究进展   总被引:5,自引:2,他引:3  
对高温高压下合成金刚石形成的金属包膜的深入研究具有重要意义,有可能是揭示金刚石合成机理的关键问题之一,本文从成分,结构,形貌和作用等方面阐述了人造金刚石金属包膜的研究现状以及利用固体与分子经验电子理论(EET)和改进的Thomas-Fermi-Dirac理论(TFD)研究金属包膜界面问题的进展,在此基础上提出了今后的研究方向。  相似文献   
3.
人造金刚石单晶生长机理的金属包膜研究进展   总被引:3,自引:2,他引:1  
在高温高压条件下,利用触媒合金合成金刚石单晶过程中,包覆着金刚石单晶的金属薄膜起着极其重要的作用,揭示其本质对解释金刚石合成机理有着重要的意义。本文从金属包膜的形貌、成份、组织结构以及余氏理论和程氏理论在金属包膜研究中的应用等方面阐述了人造金刚石生长机理的研究现状。在此基础上提出了今后的研究方向。  相似文献   
4.
采用片状铁基触媒借鉴粉末工艺合成金刚石   总被引:4,自引:0,他引:4  
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。  相似文献   
5.
 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。  相似文献   
6.
本文借助Olympus光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对高温高压合成的含硼金刚石单晶表面形貌进行了分析。研究发现,含硼金刚石表面存在蚀坑、球形颗粒集团、平行台阶、花瓣状生长丘和三角形螺旋台阶等多种表面形貌。这些形貌与晶体内部的缺陷有关,硼原子的进入使金刚石晶体生长速度增加,位错增多,进而导致不同表面形貌的形成,螺旋位错生长是含硼金刚石的主要生长方式。  相似文献   
7.
铁基触媒中金刚石单晶的生长对初生渗碳体的消耗   总被引:7,自引:2,他引:5  
利用扫描电子显微镜观察了不同合成时间的金刚石合成效果以及相应触媒的组织结构,结果表明:随着压力、温度的升高,铁基触媒全部熔化为液态后约20秒内,熔体对碳的溶解度可达到极大的过饱和程度,生成数量极大的初生渗碳体,同时,金刚石单晶在这种环境中生成。随着时间的延长,金刚石单晶长大、数量增多,熔体对碳的过饱和程度逐渐降低。触媒组织中的初生渗碳体量逐渐减少。分析表明:石墨碳与触媒首先发生冶金反应生成初生渗碳体,在高温高压作用下,初生渗碳体分解,碳原子脱溶,然后堆积到金刚石上。金刚石的生长通过对初生渗碳体的消耗得以进行。  相似文献   
8.
高温高压合成金刚石中触媒的价电子结构分析   总被引:5,自引:0,他引:5       下载免费PDF全文
 在高温高压条件下,金属触媒与石墨形成的碳化物Me3C(Me为Fe、Ni)是形成金刚石结构的主要碳源。利用固体与分子经验电子理论(EET),计算了多种Me3C型碳化物和金刚石的价电子结构以及表征界面性质的电子结构参数,并将程氏理论(TFDC)提出的原子界面边界条件应用到碳化物/金刚石界面,发现碳化物晶胞中C—C键络组成的晶面与金刚石中的某些晶面的电子密度在一级近似下是连续的,但不同碳化物其连续程度不同,其中Co3C和(FeNi)3C中碳原子组成晶面的价电子结构与金刚石中的最接近,其C—C键转化为金刚石结构需要的能量最低。从电子结构角度上解释了催化机制及不同触媒的催化效果,价电子理论是探讨金刚石催化机制的新途径。  相似文献   
9.
基于嵌入原子势(EAM),采用分子动力学(MD)模拟的方法探讨了过冷液态Fe85Ni15合金的微观结构及动力学性质.对B-T结构因子(SF)与相对长度(Correlation length)的分析发现:Fe85Ni15熔体具有相分离的趋势,但不十分明显.配位数(CN)及F-Z结构因子的计算结果证实了体系的短程序对应着二十面体结构.均方位移(MSD)的计算结果表明:Fe85Ni15合金属于脆性液体.将获得的扩散激活能与其它合金系进行对比发现扩散激活能并不能反映熔体的玻璃形成能力,熔体中的二十面体结构不利于非晶的形成.  相似文献   
10.
基于嵌入原子势(EAM),采用分子动力学(MD)模拟的方法探讨了过冷液态Fe85Ni15合金的微观结构及动力学性质.对B-T结构因子(SF)与相对长度(Correlation length)的分析发现:Fe85Ni15熔体具有相分离的趋势,但不十分明显.配位数(CN)及F-Z结构因子的计算结果证实了体系的短程序对应着二十面体结构.均方位移(MSD)的计算结果表明:Fe85Ni15合金属于脆性液体.将获得的扩散激活能与其它合金系进行对比发现扩散激活能并不能反映熔体的玻璃形成能力,熔体中的二十面体结构不利于非晶的形成.  相似文献   
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