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。     

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。     

B4C作碳源高压合成金刚石的EPR谱特性

与传统用石墨作碳源不同，首次用Ｂ４Ｃ作碳源，在高温高压与过渡金属合金触媒作用下，合成出高含硼黑色金刚石。这种金刚石的ＥＰＲ谱不再具有由孤立替位氮引起的三共振峰，而是一条线宽为７×１０－４特斯拉、ｇ＝２．００２３、浓度约为２×１０１８自旋数／厘米３的罗伦兹型单峰。分析表明：这可能是金刚石中硼杂质引起的受主中心，抵消了氮原子的未偶电子顺磁性后，所产生的共振现象。由于Ｂ４Ｃ分离出碳原子少，金刚石生长速度较慢，金刚石中铁磁杂质含量低，因此，它们引起的共振现象不明显。     

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。     

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. 实验采用的是国产成型石墨十四种,牌号如下:DS4、GH2、SM2、GH3、GN、GM、HSM、G201r、SK2、PD、DS,。、D。,,、RN、G。。,。 其中…     

纯铁触媒合成磨料级金刚石及表征

本文报道了高温高压下纯铁触媒与石墨体系合成磨料级金刚石的过程,并给出了P-T相图.在此基础上,通过调整工艺参数,控制再结晶石墨量与金刚石生长速度,合成出无色透明的金刚石样品,解决了纯铁触媒合成的金刚石透明度较差及包裹体较多的问题.采用穆斯堡尔谱仪和傅里叶红外光谱仪等测试手段,对金刚石样品内部包裹体以及氮元素含量进行了表征,在揭示包裹体形成机理的基础上提出了减少包裹体的方法,同时阐明了纯铁触媒合成的金刚石样品颜色变浅的原因. 关键词： 铁触媒 金刚石 生长速度 高温高压     

高氮含量宝石级金刚石单晶的高温高压合成

氮是金刚石（包括天然金刚石和人工合成金刚石）中最普遍的杂质,长期以来广受研究者的关注. 人工合成出类似天然金刚石的具有较高氮含量的金刚石晶体是极富挑战性的研究课题. 本工作通过在合金溶剂和石墨碳源中添加含氮物质,利用温度梯度法在国产六面顶高压设备上合成出了系列大尺寸、高氮含量的宝石级金刚石单晶. 借助显微红外光谱,对合成的金刚石晶体中的氮含量进行了测定. 研究发现随着含氮物质添加量的提高晶体中氮含量基本呈线性增加. 最终合成出了氮含量高达1707 ppm的毫米级高氮含量金刚石单晶,以及最大尺寸达3.5 mm,氮含量达1520 ppm的绿色高氮宝石级金刚石单晶.     

金刚石和石墨之间相转变几率的研究

 以势垒渡越模型为基础，对石墨和金刚石的相转变几率在压强-温度（p-T）图上的分布进行了研究。从理论上得到了金刚石和石墨的亚稳态相区边界，理论计算得到的相转变几率分布与文献报道的相转变速率的实验结果具有相同的规律。高温高压法合成金刚石的p-T特征程序可以用相转变几率的分布来解释。     

再结晶石墨对金刚石成核的影响

 本文结合实验现象，分析了在合成初期，碳源在溶剂-触媒金属中的分散，溶解及形成再结晶石墨的过程。并根据再结晶石墨与金刚石成核量的实验结果，初步定性地研究了膜生长法中，再结晶石墨对金刚石成核的影响。     

保护介质对爆轰固相产物生成的影响

 通过爆轰合成超细金刚石实验，对装药在不同环境下引爆后得到的固相碳产物进行比较分析，研究不同介质如氮气、水、冰、遇热分解的盐等对爆轰产物中固相碳形成的影响，同时提出用石墨化程度来比较这种影响。结果显示，介质对爆轰产物中固相碳的石墨化和超细金刚石的保护有着重要的作用。几种介质中水的保护效果较好。     

高温高压下碳的状态方程及相变理论研究

 研究了高温高压下三相碳（石墨、金刚石、液相碳）的状态方程，包括高压下石墨到金刚石的固-固相变以及高温下石墨和金刚石的熔解曲线。计算所得到的金刚石熔解曲线具有正的斜率，石墨-金刚石-液相三相点为4 400 K，14 GPa左右。     

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。     

用过剩压法生长金刚石过程石墨再结晶现象的研究

 描述了在过剩压驱动下金刚石晶种外延生过程中，大量伴生的石墨再结晶现象。再结晶石墨抑制了金刚石的自发成核；它们分布于合成腔触媒金属的低温区，结晶数量多，晶粒片状分层，尺寸大，但出现乱层晶体结构；同时产生一定数量的无定形碳。分析认为，这与长时间的低过剩压驱动，触媒金属内有足够的碳源供给，并具备在高温高压下石墨充分结晶但又达不到完全石墨化条件有关。还讨论了在低过剩压驱动下，促进金刚石晶体外延生长的碳源可能是活化的碳原子，而不是具有乱层结构特征的再结晶石墨。     

热丝CVD生长金刚石薄膜喇曼散射研究

本文报道热丝化学气相沉积法（ＨＦＣＶＤ）生长金钢石薄膜的喇曼散射结果。选取多种峰型，对金钢石薄膜喇曼谱（１１０－１８００ｃｍ－１）采用最小二乘法进行非线性拟合，得到最佳拟合模型，其计算得到的拟合曲线怀实验谱图符合得较好。该模型揭示，石墨Ｄ峰（１３５５ｃｍ－１）是金刚石薄膜喇曼谱中不可缺少的一个组份，并且结合石墨Ｄ峰和金刚石喇曼的空间相关线型，可以解释金刚石喇曼区特殊峰形的物理机制，拟合参量的进一步     

静压法高石墨转化率的金刚石合成研究

 选用Ni-Mn-C粉末触媒,在国产DS6×800A型铰链式六面顶压机上实现了高石墨转化率的金刚石合成,其石墨转化率可达90%以上。高石墨转化率金刚石的合成,不仅有助于提高金刚石的效率,而且还可以减化提纯后处理工序。     

脉冲激光诱导液-固界面反应合成金刚石纳米晶中的结构相变模型

 探讨了脉冲激光诱导液-固界面反应法（PLIR: Pulsed-Iaser Induced Liquid-Solid Interface Reaction ）制备金刚石纳米晶的物理化学机制,提出了金刚石纳米晶的成核机理,即由激光诱导石墨六方结构原子团过渡到石墨菱方结构、然后转变成立方金刚石晶核,以及由石墨六方结构直接转变成六方金刚石结构的相变模型,并讨论了基于液-固界面反应的纳米晶生长动力学,较好地从动力学上解释了合成金刚石纳米晶的物理化学机制。