大尺寸单晶金刚石同质连接技术

介绍了制备人造单晶金刚石的技术途径及发展现状,重点讨论并对比了几种化学气相沉积法(CVD)金刚石制备技术的优缺点,详细阐述了基于微波等离子体CVD (MPCVD)法的同质连接技术——一种突破晶体尺寸限制,实现大尺寸单晶金刚石的有效途径。通过该技术实现了英寸级单晶金刚石晶片的制备,并针对横向生长、界面质量及演化、三维结构连接控制等核心科学技术问题进行了分析和讨论,展望了其在尖端应用领域的发展前景。     

金刚石/铝复合材料的界面结构

研究了高体积分数(60%)单晶金刚石/铝复合材料的界面区域的微结构和形貌.为了得到这种高导热性能的复合材料,在合成中使用了无压金属浸渗技术.该铝基复合材料由铝-硅-镁合金和金刚石单晶颗粒组成,其化学和热性质由其界面特征决定.在复合材料的断裂面上,我们发现金刚石和铝优先和金刚石的(100)晶面结合.大部分铝-金刚石界面清晰,然而有一些铝和金刚石中间区域存在明显的50~200nm厚的化合物层,这是在中间形成了碳化铝(Al4C3).     

聚晶金刚石螺旋刀电火花刃磨自适应测量路径规划

针对聚晶金刚石螺旋刀电火花刃磨加工,提出一种自适应测量路径规划算法.基于数控解释器对宏指令和宏子程序的支持,综合考虑测量过程中复杂情况,通过使用带有逻辑判断及执行控制功能的数控程序来完成对刀具复杂刃口曲线的实际在线测量.算法操作性强,只需要用户为每个待测刀片提供一个测量参考点,而且对参考点位置也没有任何要求.加工仿真和切削实验结果表明,自适应测量路径规划算法能够使加工后的刀片刃口平整,外圆最大径向圆跳度保持在0.01mm内,满足质量和精度要求;同时算法可以有效减少人工操作时间,提高加工精度稳定性.     

Synthesis of Ta C and Ta_2C from tantalum and graphite in the laser-heated diamond anvil cell

The pressure dependence of the onset of the formation of Ta C and Ta2 C from the elements has been investigated by in situ X-ray diffraction and pyrometry.Ta C has been synthesized by the reaction of Ta and graphite at pressures between 8.6 and 14.3 GPa and at temperatures up to 2,300 K using a laser-heated diamond anvil cell. The products were characterized by X-ray diffraction. Ta and graphite begin to react around 1,100 K at ambient pressure conditions, and the reaction temperature increases with increasing pressure. A linear extrapolation of these data is consistent with recent observations of the formation of Ta C at 90 GPa and 3,600 K. We show that diffusion of carbon into tantalum significantly changes the lattice parameter of up to 2 % in the pressure range of up to19 GPa. In some experiments, Ta2 C was formed concomitantly. The experimentally determined bulk modulus of Ta2 C is B0;exp：= 286（5） GPa. Other tantalum carbide phases were not observed.     

铕掺杂ZnO纳米棒的生长及其光电性能的研究

利用水热法在硼掺杂金刚石膜上生长铕(Eu)掺杂Zn O纳米棒(Zn O:Eu),其形貌与Eu的掺杂量密切相关。掺杂0.01 mol/L Eu时对Zn O纳米棒生长影响较小,随着掺杂浓度的增加,Zn O纳米棒顶部出现"尖端聚集现象",这种聚集现象是和纳米棒制备过程中电荷积累相关的,稀土元素能提供更多的电荷,使Zn O纳米棒顶端产生强的局部电场,相近纳米棒尖端会聚集一起。制作了以p型金刚石为衬底生长的Zn O:Eu异质结,并对其电学性能深入研究,实验结果表明该异质结对整流特性有良好反应。     

金刚石膜的六十项性状指标和百项相关成膜因素

为了表征金刚石膜性能的稳定性,本文给出了六十项性状指标和百项相关成膜因素、因果值A、制膜效果作为比较平台。发现沉积腔中气流有喘息、电弧转速有进动。磨耗比E值随测量过程而变。影响膜质的温度有22种。该平台为比较金刚石膜的稳定性找到了依据,不仅方便了技术交流、推动了膜品相的提高和制备技术的进步、还为标准的建立提供了方便和技术储备。     

胎体耐损性弱化孕镶金刚石钻头的试验及碎岩机理分析

为了提高孕镶金刚石钻头在坚硬致密弱研磨性地层的钻进效率,将胎体耐磨损性弱化理论引入钻头设计中,对胎体耐磨损性弱化孕镶金刚石钻头碎岩机理进行探讨并对胎体进行扫描电镜分析。研究结果表明:与普通孕镶金刚石钻头相比,胎体耐磨损性弱化孕镶金刚石钻头的机械钻速提高了64%;经弱化处理的钻头在钻进过程中,弱化颗粒易于从胎体表面脱落,使其表面形成非光滑形态,减少了钻头唇面与孔底岩石面之间的接触面积,提高了钻头唇面与岩石的单位面积压力,改善了金刚石颗粒的冷却效果,降低了金刚石颗粒的热损耗;脱落的弱化颗粒在孔底参与磨损钻头胎体,增加了孔底岩粉的研磨能力,促进了胎体中新颗粒金刚石的出刃。     

黑钻石产自远古超新星爆发

黑钻也称＂黑金刚石＂,外表黑色多孔,仅产于巴西和中非。科学研究发现,和一般的金刚石不同,这种钻石并非产自超基性岩,而是外太空。由于这种矿物不同寻常的分布特征,导致科学家第一次怀疑这种黑金刚石并非产自地球。这一发现揭示了在过去的某一时刻,我们的地球曾经和一些在20￣30亿年前发生的超新星爆炸产生的碎屑发生过接触。在这场剧烈的宇宙爆炸中,幸存的一些细小碎片陨落在了地球上。