多晶石墨材料中的微晶与人造金刚石的合成

本文测量了合成金刚石用的几种多晶石墨材料的微晶尺寸和石墨化程度。结果表明:样品的石墨化程度与微晶尺寸没有直接关系。用透射电镜观测到了人造多晶石墨材料中类金刚石结构的微晶的存在。静压法合成金刚石的结果表明:除去工艺方面的原因外,人工合成金刚石的晶粒大小与石墨材料中微晶的尺寸有关。     

基于金刚石热历史的超硬磨具激光增材制造工艺与组织性能优化

超硬磨具激光增材制造过程中,金刚石极易受到激光直接辐照和高温熔池的影响,出现石墨化等热损伤现象.选取典型的金刚石磨具用金属结合剂CuSn10粉末,采用粉末床熔融（Powder Bed Fusion-laser Beam,PBF-LB）技术制备CuSn10-金刚石复合材料;围绕高能激光束和高温熔池两个影响增材制造过程中金刚石颗粒性能的关键因素,以单颗金刚石颗粒为研究对象,通过有限元模拟分析构建金刚石颗粒的温度场模型,反映了金刚石颗粒在PBF-LB中的热演化过程;阐明了PBF-LB过程金刚石的热损伤机制,发现金刚石发生石墨化转变并不是由激光的直接辐照造成的,而是由高温熔池的热影响导致,CuSn10-金刚石复合材料在PBF-LB过程中石墨化的临界温度为1 491.6 ℃. 建立了PBF-LB工艺-金刚石颗粒温度-石墨化程度-摩擦磨损性能的定量关系,发现随着金刚石颗粒温度的增加,其石墨化程度增加,严重损害了复合材料的摩擦磨损性能.     

“烧烤”活性炭

今天李老师上课讲了不少活性炭的知识呢,原来活性炭的化学成分和石墨、金刚石一样,都是由碳元素组成的。     

纳米金刚石的爆炸生成

纳米金刚石的爆炸生成人造金刚石的方法除了已为人们熟知的石墨高压相变法和近年来发展很快的化学气相沉积法外，在８０年代中期又出现一种较新的方法，即炸药爆炸法。这个方法的原理是：富碳炸药在爆炸时，其中多余的碳，即不能被炸药中的氧氧化的那部分碳，在爆炸产生的...     

炸药爆轰合成超微金刚石的数值模拟

在相变模型基础上对炸药爆轰过程中超微金刚石的合成进行数值模拟，用简单反应速率函数估算炸药爆轰反应区的热力学参数，用动力学有限元程序DYNA2D模拟爆轰产物的膨胀过程，按均匀成核和长大两步模拟爆轰过程中游离碳相变成金刚石的过程，同时考虑金刚石在爆轰产物膨胀过程中的石墨化。计算了不同装药条件和保护条件下金刚石的成核率，长大线速度，石墨化率，金刚石得率及粒径分布等信息，对计算结果进行分析和讨论。     

人造金刚石的提纯(Ⅱ)——氧化铋催化氧化法清除石墨杂质的研究

J.M.Kruse在他的专利报告中报导了应用一氧化铅作催化剂来催化氧化爆炸法所生产的人造金刚石中的石墨杂质。 我们曾研究过一氧化铅催化氧化静压法所生产的人造金刚石中石墨杂质的最佳反应条件,并将此条件试用于静压法所生产的人造金刚石的提纯,获得良好的效果。但由于一氧化铅的蒸气压在500℃时达10~(-5)毫米汞柱,因此炉堂气氛中一氧化铅的蒸气含量稍高于我     

人工合成金刚石的体扩散机制

本文研究了在合金触媒参与下石墨转变为金刚石的机理。认为在超高压高温条件下,石墨以碳原子集团的形式扩散到溶剂合金中,形成似胶体溶液的扩散区。在合金触媒的催化作用下,正离子化的碳原子集团相变成金刚石结晶基元。结晶基元达到过饱和时,经体扩散在合金与石墨的界面上形核生长,沿金刚石[111]和[100]方向长大,长成立方-八面体。     

“单含硼”和“双含硼”黑金刚石合成的比较

我们将样品按两种不同的原料匹配方式(含硼触媒合金与不含硼石墨,简称“单含硼”;含硼触媒合金与含硼石墨,简称“双含硼”),分半对称地组装在同一高温高压反应腔中,研究了硼不同的含量和原子分布情况对高温高压合成含硼黑金刚石的影响。实验结果表明,“双含硼”方式得到的金刚石与“单含硼”相比不仅平均单产高,而且粗颗粒度比也高;硼原子可以增加金刚石单晶体的长大速度,因此可能缩短大颗粒单晶的合成时间,在高温范围内,“双含硼”方式得到的金刚石单晶有着增强抗氧化性能的趋势。     

“点石成金”——黑小子变成稀世宝

金刚石如此昂贵,人们就想着如何来人工制造金刚石。这就自然地想到了金刚石的“孪生”兄弟——石墨了。自然界中石墨是很丰富的。但是要使石墨中的碳变成金刚石那样排列的碳,不是那     

人工合成金刚石的应用

金刚石以其高硬度和强度成为最重要的磨削材料。随着科学技术的发展，研究表明，金刚石除了具有优良的机械特性外还具有优异的光、声、电、热以及化学方面的特性。这些优异特性的组合能使金刚石在很多尖端科学领域内起到无法替代的作用，同时多种人工合成金刚石技术的研究与开发，使得金刚石广泛应用成为可能。人工合成金刚石的众多优异性能使得其在机械、电子、光学、传热、军事、航空、航天、医学和化学等领域有着广泛的应用前景。主要用于切削刀具、磨削工具、电子材料、高温半导体、光学窗口材料、散热元件、传声材料以及一些特殊用途。…     

用相转移法在金刚石表面沉积二氧化钛薄膜

用相转移法在金刚石表面沉积二氧化钛，探讨了沉积工艺条件．覆层在高温和真空条件下被还原为单质金属钛，Ｘ射线衍射分析表明金刚石表面有钛和碳化钛生成．考察了金刚石复合体中金刚石与基体金属之间的结合状况，结果表明沉积了钛涂层的金刚石与胎体金属之间的粘结强度得到明显改善．     

高温高压下石墨变金刚石的结构转化机理

本文从容观事物内部矛盾的斗争及其在特定条件下可以相互转化这一基本观点出发,从分析石墨、金刚石和触媒物质三者的结构和原子间的相互作用入手,提出了一个高温高压下石墨变金刚石的结构转化机理。 本文认为,在一定条件下,石墨中碳原子的sp~2π杂化状态可以转化为sp~3杂化状态,从而使石墨变成金刚石。这就是石墨具有在一定条件下可以转变成金刚石的内在矛盾性,也是结构转化机理的理论基础。由此出发,说明在一定条件下,石墨既可以通过溶解扩散过程,又可以通过直接转变过程转变成金刚石,并给出了在无触媒及有触媒作用的情况下,石墨转化为金刚石的微观机理图象。提出了如何选择触媒与石墨的指导原则。同时还提出了一个在目前生产金刚石常用的合成方法中,如何进一步提高晶粒度和强度的途径。     

超硬纳米类金刚石膜的结构特点及其形成机制的探讨

研究了超硬碳膜的力学性质、波谱性质及结构性质 ,指出有一种无氢类金刚石膜是由石墨碎片、布基葱和金刚石晶粒以新型的共价键组成的网架结构 ,具有良好的力学性能 .由于石墨碎片中的π键变形 ,石墨碎片和布基葱边缘的不饱和悬键与金刚石晶粒周围的悬键结合成新型的共价键 .金刚石晶粒只能由激发态碳原子在非平衡重组过程中产生 ,而石墨碎片既可以在碳原子重组过程中产生 ,也可以在蒸发石墨过程中产生 .     

金刚石与钢体的盐浴焊

用氯基盐浴作为加热方法,实现了金刚石表面金属钛的渗覆以及金刚石与20Ni4Mo钢的焊接。试验中采用了Ni基合金作为中间过渡层金属。试验结果表明:盐浴加热既可有效地避免金刚石在高温下的石墨化,又不影响金刚石的性能;利用金属Ti和Ni形成低溶点共晶,来实现金刚石与钢体的接触熔化焊,大大降低了加热温度,为金刚石工具的焊接技术开辟了一条有效途径。金刚石与钢盐浴焊具有加工成本低、操作简便、连接强度高的优点。     

聚晶用石墨发热体的煅烧温度对聚晶相对耐磨性的影响

本文通过对聚晶金刚石用石墨发热体煅烧后吸附及压缩性能的观测,对比了以煅烧和未煅烧石墨发热体合成聚晶金刚石的相对耐磨性,结果表明以煅烧后石墨发热体合成的聚晶金刚石的相对耐磨性比未煅烧者高几倍,最高相对磨耗比达10万以上,改善了聚晶金刚石的性能,同时也从一个侧面为制造合成聚晶金刚石专用石墨提供了依据。     

石墨中渗钴的实验研究

本文报道作者用 CoCl_2·6H_2O 溶液浸泡石墨片渗钴使钴元素在高温高压前进入石墨的实验结果.实验用扫描电镜、x 射线能谱及透射电镜观察,证明钴已渗入到石墨片中.用该石墨片合成的金刚石产量和粒度比都有明显改善.从而验证了石墨在触媒作用下向金刚石转化的机理.     

钨和钽丝碳化后的结构变化及其对金刚石成膜质量的影响

本文利用金相分析、Ｘ射线衍射等方法，对ＨＦＣＶＤ法沉积金刚石薄膜时使用的钨丝和钽丝在不同碳化条件下灯丝成分和结构变化作了分析研究，解释了碳化钽丝表面色泽金黄的原因，并在相同沉积条件下，比较了使用碳化和未碳化灯丝对生长金刚石薄膜的影响。结果表明，使用碳化灯丝生长的金刚石薄膜的石墨含量少，金刚石膜的质量和生长速度有所提高。     

石墨-金刚石复合阴极的强流脉冲性能

为满足高功率微波系统对电子束质量的要求,对相对论返波管现用石墨阴极通过涂覆掺氮超纳米金刚石(UNCD)薄膜进行改性处理,以提升石墨阴极的强流脉冲发射性能。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和Raman光谱仪及X射线光电子能谱仪(XPS)详细分析了掺氮UNCD薄膜的微观形貌和组成成分,在自制相对论返波管上完成强流脉冲性能测试。结果表明,与原始石墨阴极相比,石墨-金刚石复合阴极的电流发射密度提升25%,放气率最大可降低60%,说明用掺氮UNCD薄膜表面涂覆改性石墨阴极是一种提升阴极性能的有效途径。     

科学家竞相研究C_(60)球状碳分子——C_(60)的发现及其意义

纯碳有几种形态? 碳是自然界最丰富和最重要的元素之一,凡是有机物都含有碳,但以纯碳形式存在的物质却不普遍。至少在80年代中期之前,人们只知道纯碳仪有两种同素异构体,即石墨和金刚石。石墨是人类最早认识的纯碳形态,天然石墨就是纯碳组成的矿物,它存在于古老的结晶岩中。石墨的名称最早是因它可以用来写字而得的。后来陆续发现,它还可用于制备坩埚、铸模涂料、润滑剂、抛光剂、弧光灯、电池、碳纤维等,用途极为广泛。金刚石的发现很早,公元前8世纪印度就发现了天然金刚石。但那时谁也不知道它是纯碳组成的。天然金刚石资源稀少,大多存在于深度超过120千米的原生岩石中,开采十分困难,价格昂贵,难以在工业上广泛应用。直至1797年,英国人S·坦南特才揭示,金刚石是纯碳组成的。经过100多年的努力,美国和瑞典相继在本世纪50年代制造出人造金刚石,并投入工业生产。     

高功率准分子激光沉积类金刚石膜的热稳定性

在不同温度下(200~ 800 ℃) 将高功率准分子激光溅射方法沉积的类金刚石膜进行退火实验. 利用Raman和XPS光谱分析类金刚石膜在退火过程中的化学键合结构变化. 结果表明, 类金刚石膜是由少量的sp² C键和大量的sp³ C键组成的非晶态碳膜. 在退火温度小于600 ℃范围内, 类金刚石膜的热稳 定性较好； 退火温度高于600 ℃时, 类金刚石膜中的sp³ C键逐渐向sp ² C键转变, 当退火温度升到800 ℃时, 类金刚石膜中sp³ C键含量由 退火前的大约70%下降到40%. 可见, 高温退火能导致类金刚石膜的石墨化趋势.