金刚石生长过程中Fe基合金催化机制的研究

 用X光衍射、电子能谱及Mossbauer谱实验方法，测量了高温高压条件下Fe基合金中Fe原子的3d壳层电子状态的变化，揭示了人造金刚石生长过程中，Fe原子3d壳层未成对电子与2P_z电子之间的键合。     

极端条件下液体结构和物性的实验研究进展北大核心CSCD

极端条件下液体(熔体)的结构和物性是凝聚态物理、材料科学和地球科学关注的重要问题之一。由于长程周期性的缺失,液体在极端条件下的结构和物性的实验和理论研究都面临着巨大的挑战。与晶体相比,人们对极端条件下液体的结构和物性的演化规律所知甚少。本文系统介绍了近年来高温高压条件下液体的结构、密度和黏度测量的研究进展,以及取得的重要科学认识,以期对今后极端条件下液体的结构和物性研究起到一定的参考作用。     

KNb1-xMgxO3-δ的高温高压合成及输运性质研究

采用高温高压法制备了KNb1-xMgxO3-δ (x=0.0～0.3)氧离子导电材料,使用XRD、TG-DTA及交流复阻抗谱对样品的结构和离子导电性进行了表征.实验结果表明,高压降低了合成温度,合成的KNb1-xMgxO3-δ系列固溶体与其母体 KNbO3一样都为正交钙钛矿结构,晶胞参数随掺杂量的增加而略微增大.固溶体KNb1-xMgxO3- δ具有离子导电特征,通过拟合阻抗谱数据获得了该材料晶粒电导、晶界电导和体电导率与温度的关系.样品的晶界电阻较高,晶界效应十分明显,离子跳跃传导可能在其输运机制中占据主导地位.在x=0.1附近,电导率达到最大值,700℃时为1.2×10-3S* cm-1.     

高压高温处理对YNi_2B_2C晶界效应的影响

在测量经压力处理的氩弧熔炼的YNi2 B2 C的金属间化合物超导体中场冷磁化率时 ,观察到升温磁化率曲线在临界温度附近有一个负的磁化率峰。通过研究高压高温处理对粉末样品和块状样品的场冷和零场冷却磁化率曲线的影响 ,认为场冷时反常负磁化率峰是由于样品中晶界的存在 ,从而导致晶粒间的弱连接所引起的 ,而不是由磁相变或超导和磁性共存现象所引起的。并认为有可能利用高压高温技术制备这类化合物和生长单晶。     

NH4 HB4 O7·3H2 O为硼源添加剂高温高压合成金刚石研究

为了研究金刚石中硼元素含量对合成金刚石的颜色与热稳定性的影响.以石墨粉体和Fe70Ni30合金触媒为原料,NH4HB4O7·3H2O为硼源添加剂,采用静态高温高压技术合成出金刚石.利用体视显微镜观察合成金刚石 的颜色;AES检测金刚石中B元素的含量;TG-DSC进行热稳定性分析.结果表明:合成金刚石的初始氧化温度均超过837℃,最高达到917.8℃;1200℃时热失重率在59;～96;之间,放热峰值在893～1144 ℃之间;随着硼元素含量的增加,合成金刚石的颜色由淡黄色逐渐向黑色转变,热稳定性提高.     

降温工艺对宝石级金刚石单晶品质的影响

在国产六面顶压机上,采用温度梯度法,在5.6 GPa,1200—1400?C的高压高温条件下,裂晶问题频繁出现的合成周期内,围绕裂晶现象开展了Ib型宝石级金刚石单晶的生长研究,系统考察了降温工艺对宝石级金刚石单晶品质的影响.针对宝石级金刚石单晶常见的裂纹缺陷,借助于扫描电子显微镜,分别对优质金刚石单晶和存在裂纹金刚石单晶的表面形貌进行了表征;利用微区傅里叶转换红外光谱测试手段,对上述两类晶体的N杂质含量分别进行了测试,依据测试结果,对裂晶出现的原因进行了分析;分别采用传统断电降温和缓慢降温工艺,考察了晶体生长结束后的降温工艺对宝石级金刚石单晶品质的影响.结果表明,缓慢降温工艺在很大程度上可以有效抑制裂晶问题出现.另外,从宝石级金刚石单晶品质和单晶受到的外应力两个方面着手,分别对裂晶出现的机理和采用缓慢降温工艺有效解决裂晶问题的机理进行了讨论.     

二硼化钛的高温高压制备及其物性

以化学计量配比的Ti,B元素为原料,在高温高压条件下成功制备出颗粒均匀、致密性大于99％的二硼化钛(TiB2)体材料.物性测试结果表明:TiB2的维氏硬度高达39.6 GPa(接近超硬材料的40 GPa);并呈现出金属导电特性,电阻率在10-8 Ω.m的数量级(接近TiB2单晶样品值).TiB2的高硬度与金属特性,可能与该方法制备的TiB2体材料中均匀的细小晶粒尺寸有关.该方法为制备功能陶瓷材料提供了新的思路.     

叶蜡石高温高压相变的荧光光谱研究

 对合成金刚石过程中，叶蜡石经高温高压淬火后的不同部位进行了研究。发现叶蜡石的两条荧光线14 428 cm^-1和14 398 cm^-1在高温和高压作用下均发生蓝移，温度压力共同作用比温度压力分别作用时两峰的蓝移明显减小。通过合成金刚石的温度、压力条件的共同作用，仅在靠近合成样品位置的叶蜡石发生了相变。本文认为造成蓝移的原因是温度压力的作用使电子能级或成键电子能级发生改变。     

高压腔内叶蜡石相变对发热石墨管电阻的影响

 在高温高压实验中，发现叶蜡石相变过程引起旁热式合成腔的加热石墨管电阻异常变化现象。对这一现象的若干规律及与叶蜡石相变的内在联系，进行了测试研究。本实验现象为在高温高压过程中实时地观察与研究叶蜡石相变规律，提供了可能性。     

压力对纳米CoFe2O4/SiO2复合材料结构的影响

 采用溶胶-凝胶工艺和高温高压实验技术,制备了纳米CoFe₂O₄/SiO₂复合材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和振动样品磁强计,对样品的结构、微观形貌和磁性进行了研究,并对CoFe₂O₄中阳离子的占位情况进行了讨论。结果表明,随着处理压力的升高,样品的晶粒尺寸增大,晶格常数减小,比饱和磁化强度增大。通过计算结果可以推断,压力的升高导致CoFe₂O₄中的部分Fe³⁺从A位移向了B位,而部分Co²⁺则从B位移向了A位。