超临界流体触媒作用下石墨-金刚石转变

 研究了超临界流体CO₂在石墨-金刚石转变中的触媒作用。实验中，采用Ag₂O作为流体触媒的先驱材料，在7.7 GPa压力下，Ag₂O在1 200 ℃分解成Ag和O₂，O₂与石墨套管在高温高压下反应形成CO₂超临界流体。研究结果表明，在7.7 GPa和1 500 ℃以上温度条件下，石墨在CO₂流体触媒的作用下可转变为金刚石晶体，在1 500～1 700 ℃温度范围内合成出的金刚石具有完好的八面体形貌，与天然金刚石的生长特征非常相似。     

从碳化硅和铁体系合成金刚石

 为了探明从SiC生成金刚石这一过程中触媒作用的机理，有必要调查SiC加不同金属在高压高温下的行为。在本工作中，以16重量比混合的SiC和铁粉经5.4~6.0 GPa的高压力和1 300~1 500 ℃的高温处理20 min后，样品的X射线衍射分析表明：所有实验条件下SiC都发生了分解，并分别生成了Fe₃Si和Fe₃C；温度越高，SiC分解得越彻底，在温度高于1 375 ℃的样品中，伴随Fe₃C减少，有金刚石和石墨明显析出。扫描电镜观察表明：6.0 GPa、1 500 ℃下所得的金刚石晶体具有完整的八面体晶形，平均粒度约50 μm。     

In-situ EXAFS study on the thermal decomposition of TiH2

Thermal decomposition behaviors of TiH₂ powder under a owing helium atmosphere and in a low vac- uum condition have been studied using an in situ EXAFS technique. By an EXAFS analysis containing the multiple scattering paths including H atoms, the changes of the hydrogen stoichiometric ratio and the phase transformation sequence are obtained. The results demonstrate that the initial decomposition temperature is dependent on experi- mental conditions, which occurs, respectively, at about 300 and 400℃ in a low vacuum condition and under a owing helium atmosphere. During the decomposition process of TiH₂ in a low vacuum condition, the sample experiences a phase change process:δ(TiH₂)→δ (TiH_x)→δ(TiH_x)+β(TiH_x)→δ(TiH_x)+β(TiH_x)+α(Ti)→β(TiH_x)+α(Ti)→α(Ti)+β(Ti). This study o ers a way to detect the structural information of hydrogen. A detailed discussion about the decomposition process of TiH₂ is given in this paper.     

制备Al2O3/Cu复合材料中CuO-Al体系的化学反应

 对CuO-Al粉末预制块经不同温度下反应，测试其温度随时间的变化曲线，利用X射线衍射仪对其反应后的试样进行物相分析，得出产生热爆的反应温度及不同温度下的反应产物。 结果表明，CuO-Al体系反应随介质温度升高，可分为3个不同阶段，温度小于1 200 K，不发生化学反应；温度为1 200~1 473 K时CuO-Al体系发生部分化学反应，其产物为Cu₂O、CuAlO₂ 及Al₂O₃；温度高于1 473 K，CuO-Al体系发生化学反应，其产物为Cu和Al₂O₃，此阶段易出现热爆现象。     

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。     

含硼条形金刚石的生成与成因探讨

 在1 470 ℃、5.9 GPa的高温高压条件下，由Fe₅₅Ni₂₉Co₁₆+B₄C体系合成出了十分规则的条形金刚石，这在人工合成金刚石实验中是少见的。并与Ni₇₀Mn₂₅Co₅+B₄C体系中的情形作了比较，探讨了条形金刚石的形成原因，其分析为获得实用性的条形金刚石提供了可能的途径。     

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。     

用甲醇-氢混合气源在不锈钢上生长金刚石薄膜的研究

 利用甲醇-氢（CH₃OH-H₂）混合气体为气源，30 nm厚的无定形硅为过渡层，借助于微波等离子体化学气相沉积（MWCVD）成功地将金刚石薄膜生长在不锈钢上，其最低生长温度可至420 ℃，并且甲醇-氢混合气体比传统的甲烷-氢（Ch₄-H₂）更具优势，测试表明这种金刚石薄膜有希望作为耐磨层在工业上应用。     

合成金刚石与合成体系之关系

 通过各种材料的试验和压机设备因素的测定，总结了金刚石生长过程的特性：金刚石晶体是在石墨（G）-触媒（Me）界面上生长；因电阻R_(G)>R_(Me)、温度T_(G)>T_(Me)以及与外界热交换等原因，使合成腔内产生压力、温度梯度，成为金刚石生长之驱动力。梯度过大过小对金刚石生长均不利；金刚石晶体在G-Me界面两侧是非对称性生长；每个晶粒表面有一特殊结构约20 μm左右厚的金属薄膜，它起到运载碳源和催化的双重作用。要合成粗粒高强金刚石，需要有一个稳定的合成体系。本文分析了该体系状态的性质及稳定的必要性与稳定的具体方法。     

高压高温下B2O3与Mg和Li3N的反应

 通过B₂O₃与Mg和Li₃N分别在不同温度压力条件下的反应，用X射线方法研究了生成物的物相。当采用Mg与B₂O₃为原料时，其产物是Mg₃B₂O₆；用Li₃N与B₂O₃反应时，产物中除了Li₃BO₃，还有立方氮化硼（cBN）生成。这表明，当原料中含有相同数量B₂O₃时，用Mg和Li₃N分别作触媒合成立方氮化硼，将得到不同的结果。     

D-D结合型金刚石聚晶的高压合成研究

 为了探索功能金刚石聚晶的高压合成，使其具有优异的透红外和散热性能，我们采取了提高合成压力、温度和尽量减少结合剂的办法进行试验。首先探索如何使合成的金刚石聚晶具有D-D型结合，然后尽量减少结合剂，以合成出高密度的D-D型金刚石聚晶。为了尽量减少结合剂含量，不用粉末混合法，而是分别采用7~14 μm和63~80 μm粒度的金刚石为原料，与纯Ni或Ni₇₀Mn₂₅Co₅合金为基底积层组装，通过高温高压下触媒金属向金刚石晶粒间渗透进行烧结生长。在6.3 GPa的压力和1 440~1 650 ℃的不同温度下分别保持3~40 min。所得到的金刚石聚晶在触媒金属渗透得充分的区域形成了D-D结合型结构，而没有发现碳化物生成及金刚石表面石墨化等现象。     

高压下Sr2FeMoO6的电学性质与相变

 采用电阻和电容测量方法,在金刚石压砧装置上研究了Sr₂FeMoO₆多晶粉末在室温下和20 GPa内的电阻、电容和压力的关系。实验结果表明,样品的电阻和电容在约2.1 GPa的压力下都产生了突然的变化,发生了金属化相变。这些变化可能是由高压下Sr₂FeMoO₆的电子结构相变引起的。     

高温高压合成金刚石中触媒的价电子结构分析

 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。     

富硼稀土硼化物NdB6的高温高压合成

 提出了一种在高温高压极端条件下合成富硼稀土硼化物NdB₆的新方法，即以稀土氧化物Nd₂O₃为钕源与单质硼反应的方法获得了稀土六硼化物NdB₆。并对合成产物进行了粉末X射线衍射分析。结果表明在配比为Nd：B＝1：6时，压力为4.0 GPa、温度为1 600 ℃、反应时间为15 min的条件下，获得了单相性非常好的NdB₆。高温高压合成NdB₆方法具有反应条件易达到、合成时间短、反应产物单相性好等优点。其XRD结果表明该合成产物为立方结构，晶格常数为a＝0.417 nm。     

Formation of diamond powders from melamine under high pressure and high temperature

High pressure pyrolysis of melamine has been attracting great interest recently, due to it being considered as a suitable precursor to realize the g-C₃N₄ and even superhard C₃N₄. In this work, we studied the detailed pyrolysis behavior of melamine at 22 GPa. Melamine was stable at 800 ℃, and decomposed to diamond in the form of powder at 1500-2000 ℃ under this pressure condition. At 2000 ℃, the pure cubic diamond powders with 0.1-0.5 μm grain size were obtained. The diamond particles exhibited euhedral forms and dispersed to each other, we proposed that these novel features were caused by the presence of liquid N₂ and NH₃ during diamond formation. The high pressure pyrolysis of melamine may provide a new means of producing micrometer-sized diamond powders.     

氮化硅（Si3N4）微粉的超高压烧结研究

 氮化硅（Si₃N₄）是具有优良性能的陶瓷材料，具有广泛的工程应用前景。但由于这种化合物属于共价结合性质并具有很高的熔点，陶瓷的烧结需要在很高的温度下进行。本文探讨了在超高压力下这种材料的烧结行为的变化。对含有AlN、Al₂O₃及少量La₂O₃添加物的Si₃N₄微粉在3~7 GPa，800~2 000 ℃的压力温度范围内进行烧结，并应用X射线衍射、扫描电子显微镜观察及密度测量等方法研究了烧结样品。结果表明高压力可以大大促进Si₃N₄的α→β转变及固相反应，降低烧结温度。高压下烧结过程分为两个阶段：低温下以粉末粒子结合为主要内容的过程及高温下各物相间的相变和固相反应为主的过程。研究表明，超高压力下烧结没有改变所研究组份样品的复合相组成。     

Ca2CuO3的高压结构性质研究

 采用金刚石压砧高压装置（DAC）,对具有Cu—O链结构的Ca₂CuO₃的多晶粉末样品进行了高压同步辐射能散X射线衍射实验。实验结果表明,在0～34 GPa压力范围内,Ca₂CuO₃晶体没有发生结构相变,用Birch-Murnaghan状态方程拟合,得到在压力导数B′₀=4时,零压体弹模量B₀=165.4±1.8 GPa。     

灯丝温度对原位吸收光谱和金刚石薄膜生长的影响

 报道了原位红外吸收光谱在气相合成金刚石薄膜生长过程中的应用，研究了灯丝温度对原位红外吸收光谱和金刚石薄膜生长的影响。较高的灯丝温度使甲烷分解更充分，从而产生更多诸如C₂H₂等可能对金刚石薄膜生长有利的基团，导致金刚石薄膜质量和生长速率的提高。