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添加剂硼对纯铁粉末触媒合成金刚石的影响

1引言硼是金刚石中比较常见的杂质元素,在天然金刚石中就时常可以发现它的踪迹。通过掺杂硼,金刚石可以由绝缘体变为半导体,而最近俄罗斯和美国的科学家在《Nature》上发表了高温高压(10万大气压,2500—2800K)合成的含硼金刚石聚晶具有超导特性的文章[1]。这些势必带来人们对含硼金刚石的广泛关注。而含硼金刚石具有好的耐热性、高的抗压强度以及可以磨削铁等特性,使其在工业上有更广阔的应用前景。目前国内高温高压合成金刚石一般采用镍基触媒。虽然镍基触媒合成金刚石的温度压力范围较宽,但是其合成的金刚石比较容易包含杂质,高质量的较少,而且原材料价格较为昂贵。铁基触媒生长的金刚石纯度高,原材料的成本也比较低。贾晓鹏教授曾提***出,开发铁基触媒是提高我国金刚石TTI值的重要手段,也是新触媒研究的一个重要发展方向[2]。本文中,作者采用纯铁粉作为触媒,并通过添加不同比例的硼来摸索金刚石合成的条件及合成金刚石的性质,为以后使用铁基触媒积累经验...  (本文共3页) 阅读全文>>

《超硬材料工程》2005年05期
超硬材料工程

激光诱导合成金刚石的机理

根据热力学及固体物理的相平衡原理,在高温高压下,使石墨转变成金刚石已被众人所接受,尽管对于它的转变机理有多种理论。用静压触媒法和爆轰法制备各种型号的金刚石早已产业化。由于高压设备庞大复杂,因而人们早就探索在常压或低压下制备金刚石。用化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)制备金刚石薄膜已广泛应用[1~2]。激光诱导固态转变是热门研究领域之一,纳米技术的兴起更促成了它的快速发展。早在1983年,Fedoseev[3]首先用此法合成了金刚石。之后,O gale[4]、A lam[5]、王金斌[6]、杨国伟[7]、孙景[8]等人均用不同的装置和实验条件合成了金刚石。对于它的成功,早已无疑问了。但对它的合成机理却研究的甚少。本文则对此进行了多方面较深入的探索。1压力与温度自从金刚石的化学成分确定为碳之后,人们就一直探索将石墨等碳源改造成金刚石。Bundy在改进的两面顶装置中在12.5GPa和3000K左右的条件下,使石墨直接转变成...  (本文共5页) 阅读全文>>

《物理》2005年03期
物理

人工合成金刚石研究进展

1 碳-碳四面体连接赋予它优异的性能从各种测量角度来说,金刚石是“最大和最好的”. 除了作为宝石装饰品外,金刚石广泛应用于精密仪器、磨料、切割工具、钻探、航天和军事等工业领域.如:金刚石的导热性很好,在常温下,它的导热率是铜的五倍,因此它被用作微波器件和固体激光器的散热片以及能够在高温 ( 500—700℃)、高频、高功率或强辐射条件下稳定工作的大规模集成电路;金刚石晶体的电子亲和势小,是理想的场发射阴极材料;同时金刚石又是一种宽带隙半导体 (Eg=5 5eV),击穿电压 (107V)和饱和电流 (2. 7×107cm·s-1 )都远远高于Si, GaAs, InP等常用的半导体材料(表 1 ),结合其优异的高温性能,在微电子领域,基于金刚石的集成电路是现有硅基集成电路强有力的竞争者;用金刚石制造的对顶砧 (DAC)是高压物理、高压化学研究不可缺少的手段;还用于冷阴极场发射器件和激光窗口材料或其他透镜材料,或用于光学保护涂层;目...  (本文共6页) 阅读全文>>

权威出处: 《物理》2005年03期
《超硬材料工程》2017年01期
超硬材料工程

太原理工研制出煤层气合成金刚石技术

“使用煤层气发电,同时作为原料气,将反应后的气体循环利用,最终合成金刚石。”记者从太原理工大学获悉,该校表面工程研究所于盛旺团队研制的“煤层气合成金刚石技术及产业化生产线”项目关键技术,电子级CVD金刚石自支撑膜材料,已通过电子科技大学大功率微波电真空器件国防重点实验室专业检测,该技术或将大幅降低金刚石生产成本。在去年9月举行的全国科技工作者创新创业大赛上,太原理工大学于盛旺团队的“煤层气合成金刚石技术及产业化...  (本文共1页) 阅读全文>>

《高等学校化学学报》2010年11期
高等学校化学学报

金属钾和碳酸钠高压合成金刚石

金刚石是已知最硬的材料,它耐磨性高、摩擦系数低、化学性质不活泼、耐酸碱、热导率高、热膨胀系数低、不导电,并且有很高的透光性[1].由于这些优异的力学、热学、电学和光学性质,金刚石在精密仪器制造、钻探、航天和军事等众多领域有着广泛的应用.1955年,美国通用公司的Bundy等[2]把石墨与金属催化剂(Fe,Co,Ni)混合,在约1300℃和5.5GPa的条件下首次人工合成了金刚石,从此揭开了人工合成金刚石发展的序幕.目前,工业上合成金刚石的主要方法就是这种静态高温高压催化法.1988年,Greiner等[3]利用TNT爆炸产生的强冲击波作用于石墨,产生的瞬时高温高压,使石墨直接转变成了金刚石.这种方法可被用来制备纳米级金刚石粉末.1968年,Angus等[4]采用化学气相沉积(CVD)法,以CH4或C2H2等为原料在高温下通过气相外延生长合成出了金刚石膜,开创了另一种化学合成技术.1998年,李亚栋等[5]报道了以Co-Ni合金为...  (本文共4页) 阅读全文>>

《超硬材料工程》2008年06期
超硬材料工程

常压下电镀合成金刚石的方法

(中华人民共和国知识产权局)公开(公告)号:CN101307486申请(专利权)人:郭朝林地址:518020广东省深圳市东门北路翠竹苑18栋-4A本发明涉及一种合成金刚石的方法,特别涉及一种常压下电镀合成金刚石的方法。它是将过渡族金属及其合金加碳后在坩埚内熔化,常压下保持1000℃~1600℃温度,通过2...  (本文共1页) 阅读全文>>