透明硼皮金刚石的高压合成研究

 本文根据硼皮金刚石的理论模型，采用石墨中掺微量硼的方法，控制人造金刚石中的硼含量与分布，用高压合成出一种含微量硼元素的淡黄色透明的硼皮金刚石。这种新型金刚石具有强度高，耐热性好的特性，其抗氧化性能比一般黄金刚石约高200 ℃，其耐热性与强度也比一般含硼量高的黑金刚石高。     

八面体硼皮金刚石的形成于耐热性能的实验研究

 本文采用低能离子注入方法，在2 000、5 000、7 000和8 500 V四种不同的高压电场中进行了八面体硼（B）皮金刚石的离子注入实验，并与同一批未注入B的金刚石进行了XPS测试和热失重分析的对比实验。XPS测试结果证明了注B金刚石表面已形成B皮；热分析（TGA）实验表明了八面体B皮金刚石的耐热起始氧化温度T（onset）均超过1 000 ℃平均达1 027 ℃。结果表明：金刚石{111}晶面的B皮抗氧化性能最好，并与离子注入深度无关。     

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。     

用表面生长CVD金刚石的石墨合成高压金刚石

 用热灯丝CVD方法在多晶石墨衬底表面制备CVD金刚石颗粒，并用这种石墨在高温高压条件下采用六面顶压机合成出高压金刚石。初步实验结果表明：采用其表面生长CVD金刚石颗粒的石墨合成高压金刚石，可以提高金刚石的转化率和降低合成压力。     

高压合成金刚石聚晶的耐磨性与其所含金刚石粒度的关系

 本文通过原料金刚石聚晶（PCD）耐磨性影响的实验研究，发现金刚石粒度的变化对PCD耐磨性有显著影响。同时，作者在对PCD的微观形貌的观察和分析的基础上，提出细粒金刚石PCD耐磨性提高的主要原因是其自身致密度的增加。     

多次冲击石墨合成聚晶金刚石的实验研究

 利用高能炸药爆轰产物驱动金属飞片，碰撞“硬”回收包套以输入平面冲击波，在24~37 GPa的压力范围内，对纯石墨进行1~4次的冲击压缩实验，合成出了纯度很高、形貌良好的立方型聚晶金刚石。随着冲击次数的增加，金刚石的转化率和粒度有增大的趋势。但是，当金刚石粒度较大时（约100 μm以上），如果冲击温度较低（约1 000 K以下），同时冲击压力又较高（约20 GPa以上），金刚石颗粒就容易被冲击波破碎。     

热灯丝CVD金刚石膜硼掺杂效应研究

利用Ｒａｍａｎ谱和Ｘ射线衍射微分析研究了金刚石膜硼掺杂效应．研究发现，在硼浓度较低时，金刚石膜中非晶碳（Ｓｐ²键合）含量减少，而随着硼浓度增加，金刚石膜的Ｒａｍａｎ特征峰（Ｓｐ^３）向低频方向漂移，并且展宽和出现不对称．这是由于硼掺杂引起晶格变化及Ｆａｎｏ互作用所致 关键词：     

掺硼金刚石的超导电性

金刚石以它的光泽和超强的硬度屹立于材料世界之林.它本身是绝缘体,但它的导热能力优于铜,并且能承受极高的强电场.为使金刚石能够在电子学领域获得应用(例如,作为微电子芯片衬度、电子发射电极、光探测器和晶体管等) ,需要引入电荷载流子.硼原子的半径较小,它比碳原子少一个电     

合成人造金刚石的高压腔内电阻率变化研究

 通过时人造金刚石合成腔内材料电阻率变化的某些宏观规律研究，分析了在不同高温高压条件下，合成腔内所发生的相变过程。本文采用的研究方法，表明了对封闭的高温高压腔内所发生的反应从外部进行动态连续观测的可能性与价值，为研究人造金刚石成核、生长的规律提供了较好的手段。     

微球形碳原子团簇的动高压合成

本文简要报导了采用二级轻气炮产生的动态超高压来合成微球形碳原子团簇的理论分析与初步实验结果。     

高温高压下B4C合成金刚石的研究

 压力为5.7~6.0 GPa及1 370~1 500 ℃温度范围内，B₄C在Ni₇₀Mn₂₅Co₅系统中，高压相变为金刚石。合成的金刚石为深黑色，含硼量大于1wt%。粒度为20 μm左右，晶形多为立方体与八面体的各种聚形。反应后的金属触媒中，存在Ni₂B等硼化物；非金属残留物中，存在B₁₃C₂等高硼碳化物。     

材料动力损伤的相似性

 从理论上推导了材料中空洞分布函数，阐明两种材料，Fe和Ta样品，受不同飞片速度冲击后，其空洞分布的相似性。从文献[5]中又发现，脆性材料的裂纹分布也具有同样的相似性，这说明理论分布函数可能具有普遍性。最后提出了这种性质的广阔应用前景。     

高温高压下纳米金刚石粉的特性研究

 研究了炸药爆轰合成的纳米金刚石粉在高温（约1 600 K）、高压（5.2 GPa）条件下的行为。将纳米金刚石粉与粉末合金（Ni₇₀Mn₂₅Co₅、100^#）混合、压制成圆片,与合金片 （Ni₇₀Mn₂₅Co₅）和人造石墨片一起交替放入高温高压合成腔体内,进行高温高压实验。实验结果表明：在高温高压条件下,纳米金刚石粉不能长大,反而石墨化了;在相同的高压和保温时间条件下,随着温度的降低,纳米金刚石粉的石墨化程度减弱,纳米金刚石粉的纳米颗粒长大,可长成0.1 mm尺寸的金刚石颗粒（温度为1 070 K左右）。而在此条件下,人造石墨不能合成金刚石,一般金刚石晶体要变成石墨相。这进一步表明,纳米金刚石颗粒表面的活性使得它可以在较低的温度下长成较大颗粒的金刚石。     

高能氮离子注入人造金刚石的热稳定性

 叙述了在GLZ-100E工业离子注入机上采用20~60 keV氮离子及氮分子离子注入人造金刚石晶体的实验研究。XPS分析表明，注入离子在人造金刚石颗粒表面形成了一层较为稳定的含氮混合物层。高温差热分析（DTA）的实验表明，经氮离子束处理的金刚石，其氧化起始温度T（onset）由原来的730 ℃左右提高到800 ℃以上，且随着氮注入剂量的增加而增加，氧化速度也随之变缓；差热分析还表明，随着温度的升高，金刚石首先转化为石墨（DTA曲线上表现为吸热），然后氧化燃烧生成CO₂（放热），而注入离子能量的增加，氧化温度的提高幅度略有下降。离子注入还使其高温石墨化性能显著改善。     

高温高压条件下石墨的再结晶与金刚石单晶的生长

 用电子显微镜观察到了在高温高压条件下再结晶石墨的形状随温度变化而改变的规律。实验表明：从石墨向金刚石的转变，与石墨在催化剂——溶剂合金中的再结晶状态有关，类球形再结晶石墨是转变成金刚石小单元的基础。金刚石晶体的不同形态及其多样化的表面结构表明金刚石单晶的生长具有比较复杂的过程。研究了具有一定规则形状由类球形再结晶石墨晶粒组成的聚合体，这种聚合体将在适当温度压力下转变成金刚石颗粒。本研究给出了生长粗颗粒、晶形完整的金刚石单晶的原则办法。     

高温高压下碳纳米管的相转变及金刚石的合成

 利用透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）研究了碳纳米管在高压高温下的相转变。研究发现在高压高温条件下碳纳米管是不稳定的,在5.5 GPa压力下,770 ℃到950 ℃间退火时碳纳米管趋向形成碳纳米葱。在5 GPa、1 000 ℃条件下合成了金刚石。     

合成金刚石超高压腔内的压力剃度

 用合成金刚石通用的石墨代替过去使用的氯化银作为测定压力的传压介质材料测得了腔内的压力梯度。石墨在压力腔内压力梯度随压力的升高而增大，在中心压力为5.5 GPa时，纵向压力梯度为21.8 MPa/mm，径向压力梯度为18.8 MPa/mm；而且在较低压力下，两个方向的压力梯度相差甚微，随着压力升高，差别则较为显著。但氯化银在压力腔内的压力梯度却随压力的升高而减小。研究了测压腔内的相对压力梯度，发现相对压力梯度随压力的升高而减小。在中心压力为5.5 GPa时，纵向相对压力梯度为0.003 96 mm^-1，径向相对压力梯度为0.003 48 mm^-1。因此，应根据相对压力梯度来合理地设计合成金刚石反应腔内的温度场。