大颗粒硼皮金刚石聚晶的研制

本文利用一般生产的黄金刚石单晶作原料,或采取表面加硼处理,或在粘结剂中掺少量硼,使金刚石单晶表面蒙上硼原子层,同时强化粘结剂,在高温高压下进行了硼皮金刚石聚晶的研制,具有悬挂键的金刚石单晶表面,由于微量硼原子的引入,可能产生重构,从而可能改善聚晶的性能。实验结果表明,在高温高压下聚合成的这种大颗粒硼皮金刚石聚晶体的耐热性和磨耗比都大大提高,并且赶上了以含硼黑金刚石单晶为原料合成的大颗粒含硼黑金刚石聚晶,用它们做成的石油取心钻头,效果良好,初步的实验,取得了预期的效果。     

硼注入金刚石的分子动力学模拟

利用Tersoff势和分子动力学方法研究了初始动能为500eV的硼粒子注入金刚石的微观行为．结果表明：单个500eV的硼原子注入后金刚石仍保持长程有序结构；表面层原子向内驰豫，邻近表达层的其他各层原子向外驰豫，表面层与近表层原子的间距减少了15％，而第2层原子与第3层原子之间的间距增加了1．5％；硼原子穿透到表面层下0．4nm处，然后再向表面扩散；表面层产生0．4MPa的压应力．     

硼含量对合成金刚石的颜色和热稳定性的影响

研究了金刚石中硼含量对金刚石的颜色和耐热性能的影响。以石墨和触媒粉末作原料,用硼酸作为添加剂,在高温高压下合成出含硼金刚石。用原子发射光谱定量分析法检测金刚石中硼原子的含量;采用动态空气流条件下的热重和差示扫描量热方法对金刚石进行了热稳定分析,用体视显微镜观察金刚石的颜色。结果表明:合成金刚石的初始氧化温度超过840℃,最高达到920℃;1200℃时,热失重率在58%~94%之间,放热峰值在990℃~1135℃之间;随着硼含量的增加,金刚石的颜色由黄变黑,热稳定性提高。当控制硼元素的含量低于30×10-6时,可以合成出热稳定性高的黄色透明金刚石。     

掺硼金刚石膜电极电化学特性的研究

采用直流热阴极CVD法制备掺硼金刚石膜.利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对样品进行了表征,利用电化学循环伏安法测试了掺硼金刚石膜电极的电化学特性.结果表明,该方法制备的掺硼金刚石膜电极有宽的电势窗口、很高的析氧电位和良好的稳定性.     

CVD金刚石薄膜的掺硼研究

主要介绍硼掺杂金刚石膜的生长．采用热灯丝CVD法在硅上制备金刚石薄膜，采用三氧化二硼制备硼掺杂金刚石膜．利用拉曼光谱分析硼掺杂金刚石膜的生长情况．结果表明：硼的掺杂质量分数随生长时间延长而增大；利用SEM观察硼掺杂金刚石膜的表面晶粒变小；利用银浆在掺杂金刚石膜表面制备电极，测试电流随温度升高而变大.     

掺硼金刚石中硼和石墨相含量对燃料电池阴极催化性能影响

掺硼金刚石是一种理想的燃料电池氧还原反应非金属催化剂阴极材料.报道了掺硼金刚石中硼含量以及sp~2杂化的石墨相含量与氧还原反应电位、电流密度之间的关系.研究结果表明,掺硼金刚石中一定含量的硼对催化氧还原反应活性有积极作用.随着硼含量的增加,氧还原反应电位无明显变化,反应活性先增大后减小,变化规律与催化位点和台阶原子密度两个因素有关.sp~2杂化石墨相有利于氧还原反应活性电位向正向移动.     

硼分布对Ni_3Al晶界的影响

用径迹显微照相技术(PTA)和TEM研究了含0.065wt％B的Ni_3Al合金中的硼分布对其晶界的影响。研究表明,当该合金于700、850、1000℃保温并空冷时,存在硼的晶界偏聚,且偏聚量随着保温温度的升高而减少,保温温度为1000℃时,偏聚量很少;保温温度为700℃或850℃时,偏聚量较大。硼晶界偏聚对该合金晶界内聚力的提高起着关键作用,硼的偏聚量较大时,合金呈完全穿晶断裂;硼的偏聚量较少时,合金呈完全沿晶断裂。     

超导体二硼化镁电子结构和掺杂研究

利用基于密度泛函理论(DFT)的线性缀加平面波方法(LAPW)对多频带双能隙超导体二硼化镁进行电子结构研究,研究了二硼化镁的电子能带图、态密度(DOS)和电荷密度.对二硼化镁进行电子掺杂和空穴掺杂,分别用铝原子代替镁原子,碳原子代替硼原子,对其能带和电荷密度的改变进行探讨.     

硼注入金刚石的分子动力学模拟

利用Tersoff势和分子动力学方法研究了初始动能为500eV的硼粒子注入金刚石的微观行为.结果表明:单个500 eV的硼原子注入后金刚石仍保持长程有序结构;表面层原子向内驰豫,邻近表达层的其他各层原子向外驰豫,表面层与近表层原子的间距减少了15％,而第2层原子与第3层原子之间的间距增加了1.5％;硼原子穿透到表面层下0.4nm处,然后再向表面扩散;表面层产生0.4 MPa的压应力.     

硼皮金刚石抗氧化性研究

本文用高温扩散方法制成了硼皮金刚石,其表面层硼的厚度小于0.1μm,并测得人造淡黄色金刚石,含硼金刚石和硼皮金刚石的动态起始氧化温度分别为675℃,813℃和924℃。由人造金刚石的Auger测量结果表明,在人造金刚石的内部约含有2％的氧。由于它的存在而降低了人造金刚石的抗氧化性与抗压强度。     

Effect of additive boron on type-Ib gem diamond single crystals synthesized under HPHT

The boron-doped type-Ib gem diamond crystals were synthesized successfully by adding amorphous boron into a system of graphite and Kovar catalyst under high pressure and high temperature (HPHT).The effect of additive boron on type-Ib gem diamond was extensively studied including the growth characteristic,morphology and nitrogen concentration.The synthesized boron-doped type-Ib gem diamond crystals were characterized by optical microscope (OM),scanning electron microscope (SEM) and infrared spectrometer (IR)...     

金刚石薄膜/立方氮化硼异质结的制备

利用高温高压合成的立方氮化硼单晶材料,采用恒浓度高温扩散方法制备n型立方氮化硼半导体材料。通过化学气相沉积方法在n型立方氮化硼上外延生长p型金刚石薄膜。在此基础上,通过欧姆接触电极的制作,制备出金刚石薄膜／立方氮化硼异质pn结,并给出pn结的伏安特性曲线。     

功能化氮化硼纳米管磁性的理论研究

本文采用密度泛函理论计算研究了氢化/氟化BN纳米管的自发磁化现象.研究结果表明：单个H原子/F原子倾向于吸附在B位,且均能够诱导自发磁化.两个H原子/F原子吸附在B位上时也可以使体系发生自发磁化,而具有磁性的氢化BN纳米管是一种亚稳结构.与此相反,具有磁性的氟化BN纳米管是稳定结构,其磁矩随着覆盖率的增加而增大,其电子学性质与氟原子在BN纳米管表面的覆盖结构有关.因此,具有磁性的氟化BN纳米管比氢化BN纳米管在实验上更容易实现.可以预见,磁性氟化BN纳米管将在自旋电子器件的制作中发挥巨大的应用价值.     

硼富勒烯及其相关结构研究进展

本文对硼富勒烯等硼纳米结构及其相关材料的研究进展进行了简要评述. 首先对硼和碳元素及其成键性质的区别与联系进行了讨论, 并简要介绍了碳富勒烯、纳米管和石墨烯的发现及其结构与性质. 接下来系统回顾了过去几十年来人们对硼团簇、硼纳米管和硼纳米线等纳米结构在理论和实验研究方面取得的进展.特别是最近几年来, 针对硼富勒烯、硼纳米管、硼单层平面、硼富勒烯固体等结构的研究取得了一些重要进展, 本文在结合我们自己研究工作的基础上, 对上述研究进展做了系统地介绍. 最后对硼富勒烯及其相关材料的研究前景进行了展望.     

BCN薄膜的硬度和剩余应力的研究

类金刚石结构的立方“BCN”材料由于兼有金刚石和立方氮化硼超硬、低摩擦的优点, 如有低摩抗磨、高的热稳定性和化学稳定性,并克服了它们的缺点,因而BCN薄膜材料被作为耐磨保护层,在电学、光学方面的性能也得到广泛应用。应用反应磁控溅射法将高质量的BCN 薄膜沉淀在硅基底上,通过用微压痕测量和弯曲技术研究了他们硬度和剩余应力,发现施于薄膜沉淀物上的偏压对其硬度和剩余应力均有重要影响。     

h-BN前驱体的制备与研究

实验以硼酸铵和三聚氰胺为原料,考察了反应原料配比,反应物总浓度对湿化学法制备氮化硼前驱体的影响,确定了制备前驱体的适宜原料配比是n（C3N6H6）：n（NH4HB4O7·3H2O）=1：1,总浓度为0.5mol/L;并通过FT-IR、XRD、化学分析、元素分析和SEM等方法对前驱体进行了表征,研究结果表明：该方法制备的氮化硼前驱体是通过分子间氢键形成的组成为C3N6H6·2H3BO3的超分子棒状加合物,在空气气氛中950℃下高温培烧4h能得到晶化程度良好的六方氮化硼粉体.     

热压微晶碳化硼材料研磨面白斑成因探析

热压微晶碳化硼材料是用于宇航控制系统的材料 ,对其可靠性要求极高 .有些热压微晶碳化硼材料研磨面上有宏观可见的白色斑点 ,这是一种异常现象 .通过对白色区形貌和成分的分析 ,认为白斑是在磨削过程中形成的基体表面剥落 ,剥落区凹凸不平造成反光强度不同 ,因而在宏观上呈现为白色 .白斑区成分是正常的碳化硼相 ,并非夹杂有外来物质 ,并提出了消除这一现象的可能途径     

EACVD中基片表面电子及氢原子能量分布

采用Monte Carlo方法,模拟了EACVD淀积金刚石薄膜中氢分解过程 .建立了电子碰撞使氢分解的模型,给出了在基片表面电子及氢原子的能量分布.结果对EACVD淀积金刚石 薄膜的研究有重要意义.     

土壤有效硼与棉花施硼的研究

冀南棉区大面积喷施硼肥取得了可喜的增产效益,为了弄清土壤有效硼含量与棉花喷硼效果,研讨棉花土壤有效硼缺乏、适宜、中毒临界指标,本文对此进行了研究。     

青藏高原盐湖硼矿资源

 青藏高原赋有丰富的盐类矿产资源,尤以富含硼为其重要特征之一,形成地球上独特的外生硼成矿带,为中国已知最有远景的外生硼矿产区。青藏高原盐湖硼矿资源分为固体类型和液体类型,液体硼矿居多且有较大资源远景,但目前以开发利用固体硼矿为主。青藏高原盐湖不同水化学类型硼矿具有不同矿物组合和有用矿物,因此盐湖固体硼矿矿石类型繁多。目前,青藏高原已发现的硼酸盐矿物有14种,盐湖固体硼矿矿石类型分为硼砂型、镁硼酸盐-钠硼解石型、柱硼镁石-库水硼镁石型、库水硼镁石型和钠硼解石-柱硼镁石型。中国硼矿资源量虽大,但可利用资源十分有限,供需矛盾十分突出,因此推进青藏高原富硼盐湖的综合开发利用和扩大找硼研究工作,具有重要的科学与经济意义。