纳米金刚石核/洋葱状碳壳材料的可见光光催化活性研究

对纳米金刚石退火后得到的核为金刚石/壳为石墨烯的复合材料(其曾表现出优异的吸附和光催化能力)进行了研究。结果表明：对粗颗粒(粒度为50 nm)的纳米金刚石进行高温退火处理,金刚石表面会石墨化,但不会形成洋葱石墨壳层;退火后的纳米金刚石也不具有对甲基橙溶液的光催化降解能力。采用爆轰法制备纳米金刚石(粒度为5 nm),并在高温(1 400～1 500℃)退火下获得了核/壳结构的纳米金刚石/洋葱状碳材料。研究发现：该复合材料具有良好的可见光光催化活性,经1 500℃退火的纳米金刚石在1 h内可让浓度为100mg/L的甲基橙溶液几乎完全降解。     

微波CVD法低温制备纳米金刚石薄膜

利用甲醇和氢气的混合气体，用微波等离子体CVD方法在480℃下成功地在硅片表面制备出纳米金刚石薄膜，本文研究了甲醇浓度和沉积温度对金刚石膜形貌的影响．通过Raman光谱、原子力显微镜及扫描隧道显微镜对样品的晶粒尺寸及质量进行了表征．研究结果表明：通过提高甲醇浓度和降低沉积温度可以在直径为50mm的硅片表面沉积高质量的纳米金刚石薄膜，晶粒尺寸大约为10～20nm，并对低温下沉积高质量的纳米金刚石薄膜的机理进行了讨论．     

微波CVD法低温制备纳米金刚石薄膜

利用甲醇和氢气的混合气体,用微波等离子体CVD方法在480℃下成功地在硅片表面制备出纳米金刚石薄膜,本文研究了甲醇浓度和沉积温度对金刚石膜形貌的影响.通过Raman光谱、原子力显微镜及扫描隧道显微镜对样品的晶粒尺寸及质量进行了表征.研究结果表明:通过提高甲醇浓度和降低沉积温度可以在直径为50 mm的硅片表面沉积高质量的纳米金刚石薄膜,晶粒尺寸大约为10～20 nm,并对低温下沉积高质量的纳米金刚石薄膜的机理进行了讨论.     

气相氧化法在纳米金刚石提纯中的应用

为了推进纳米金刚石的工业化生产,对气相氧化法在炸药爆轰合成纳米金刚石的提纯应用进行了研究,并对使用气相氧化提纯方法与液相(王水浸泡、浓酸高温氧化)氧化法所得到的纳米金刚石的热稳定性和红外光谱分析进行了对比.结果表明:气相氧化提纯方法对纳米金刚石的特性影响不大,它在爆轰合成纳米金刚石提纯中的应用具有可行性.     

人造纳米金刚石研究现状与展望

针对静压法人工合成纳米金刚石面临着过高的压力和温度,其合成条件在国产六面顶金刚石压机上很难实现的问题,介绍了纳米金刚石的特殊性能和应用状况,概述了纳米金刚石的几种主要合成方法,在此基础上分析了合成过程中影响金刚石成核以及颗粒粒径的因素,提出了静压法制备纳米金刚石的可行性.     

纳米金刚石复合镀钢领性能分析

制作了纳米金刚石复合镀钢领,探讨了纳米金刚石复合镀钢领与普通镀镍钢领的组织结构与性能。从微观组织、力学性能、摩擦磨损性能及纺纱性能等方面对两种钢领进行了对比分析。结果表明:纳米金刚石复合镀钢领晶粒直径较小,表面镀层结构致密,硬度高,强度大,与基体结合良好的网状沟纹,降低了摩擦因数,提高了耐磨性能,使成纱质量得到提高。     

纳米金刚石微粉热浸渗技术对金属材料耐磨性能的影响

分别对两种材料的试样进行渗碳、渗纳米金刚石处理，发现渗纳米金刚石处理的试样比渗碳处理的试样硬度可提高7％和11％．利用T—11摩擦磨损试验机分别对其进行耐磨性能的测试后发现，通过纳米金刚石微粉热浸渗处理的试样比渗碳处理的试样耐磨性能提高得多．对其金相分析，发现钢材经纳米金刚石微粉热浸渗后出现了现在还不知名的新相和新的铁基合金．纳米金刚石微粉热浸渗技术提高了金属材料的硬度和耐磨性能，为易磨损零件的使用寿命的延长提供了一条可靠的途径．     

金刚石圆锯片切割石材过程研究

将金刚石圆锯片切割石材过程中的加工对象，加工刀具，加工工艺作为一个有机研究对象，提出金刚石对石材的切割作用主要为挤压，滑擦和压碎，金刚石颗粒的损耗过程可为正常抽耗和异常损耗；探讨了加工工艺对金刚石颗粒损耗的影响。     

应用于半导体器件的掺杂纳米金刚石膜

金刚石膜有着高的热导率、宽禁带、高的介质击穿场强、高的载流子迁移率等优点,是非常理想的半导体材料.本文介绍了掺杂纳米金刚石薄膜作为半导体器件工作层的优点,综述了金刚石p型掺杂和n型掺杂的研究现状,并对影响纳米金刚石薄膜生长的因素进行了探讨.指出了金刚石膜在半导体器件的应用趋势,并对其应用前景进行展望.     

纳米金刚石粉末电化学性能及其表面修饰的研究进展

对导电金刚石电极的研究,过去主要集中在化学气相沉积（CVD）制备的含硼金刚石薄膜电极领域。近来有研究表明当金刚石薄膜晶粒尺寸达到纳米级时,无需掺杂硼,金刚石也表现出一定的电导率。本课题组研究发现非掺杂的纳米金刚石粉末在水溶液中也表现出了一系列的电化学活性。本文介绍了非掺杂纳米金刚石的电化学性能及其对亚硝酸根离子的催化氧化行为,另外还介绍了对纳米金刚石进行表面修饰以提高其电化学活性,增加它在电化学领域的应用范围等方面的研究进展。     

金刚石圆锯片切割石材过程研究

将金刚石圆锯片切割石材过程中的加工对象、加工刀具、加工工艺作为一个有机研究对象，提出金刚石对石材的切割作用主要为挤压、滑擦和压碎；金刚石颗粒的损耗过程可分为正常损耗和异常损耗；探讨了加工工艺对金刚石颗粒损耗的影响。     

MPCVD法AlN基体上金刚石薄膜的制备

以丙酮和氢气作气源,采用微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)在AlN表面制备金刚石薄膜,并通过拉曼光谱(Raman),扫描电子显微镜(SEM)对沉积得到的金刚石薄膜进行表征.研究表明:直接在AlN表面沉积因金刚石的形核密度很低而很难得到连续的金刚石薄膜.利用金刚石微粉研磨AlN表面有利于金刚石形核密度的提高,Raman分析和电镜观察发现:所得的金刚石薄膜存在杂质和缺陷,没有明显的刻面特征,而且是由粒径较大的球状颗粒堆积而成.     

MPCVD法AlN基体上金刚石薄膜的制备

以丙酮和氢气作气源,采用微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）在AlN表面制备金刚石薄膜,并通过拉曼光谱（Raman）,扫描电子显微镜（SEM）对沉积得到的金刚石薄膜进行表征.研究表明：直接在AlN表面沉积因金刚石的形核密度很低而很难得到连续的金刚石薄膜.利用金刚石微粉研磨AlN表面有利于金刚石形核密度的提高,Raman分析和电镜观察发现：所得的金刚石薄膜存在杂质和缺陷,没有明显的刻面特征,而且是由粒径较大的球状颗粒堆积而成.     

Ni-Al-Ti-B-金刚石体系自蔓延高温烧结的研究

以Ni/Al/Ti/B/金刚石粉体为原料,通过自蔓延高温反应技术,制备了金刚石复合材料,在金刚石表面合成了包覆良好的涂层。采用XRD、SEM和EDS对试样进行表征和分析,结果表明:原料经自蔓延高温烧结后,生成了AlB2、TiB2、NiAl等化合物;同时,通过调整原料配比,在金刚石颗粒表面可以形成良好的涂层。     

MPECVD法在抛光石英玻璃上沉积金刚石薄膜

采用微波等离子体增强化学气相沉积方法(MPECVD),利用氢气和甲烷混合气体,在抛光石英基片上低温沉积出金刚石薄膜。用扫描电子显微镜(SEM)、激光拉曼光谱仪(Raman)和傅立叶红外光谱仪(FTIR)对薄膜的表面形貌、颗粒尺寸、纯度和光学透过性能进行了表征。通过SEM发现,得到的金刚石薄膜的颗粒尺寸为0.2~0.3μm,形核密度超过109cm-2,从薄膜形貌可以发现,较高温度有利于提高薄膜的生长速率和颗粒尺寸的均匀性。通过拉曼光谱和红外透射光谱分析发现,较高温度下沉积的薄膜具有较高的金刚石相含量,薄膜的光学透过性能也相对较好。     

纳米金刚石在水性介质中的分散研究

对纳米金刚石在水介质中的分散进行了探讨,并对表面改性过程进行了机理分析.利用机械力和化学力共同作用,对纳米金刚石表面进行改性,从而实现纳米金刚石在水介质中的分散和稳定;采用不同的处理工艺,使体系在酸性和碱性介质条件下均保持良好的分散.     

衬底温度对热丝法生长纳米金刚石膜的影响

采用热丝化学气相沉积法在氩/丙酮/氢气体系中研究衬底温度对纳米金刚石膜生长的影响,使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪对金刚石膜进行检测.结果表明衬底温度对金刚石膜的生长模式、形貌、粒径和生长速率有很大影响.在750℃衬底温度下生长模式为颗粒状生长模式,呈现纳米金刚石结构,生长速率达到8.45μm/h;随着衬底温度的降低,金刚石晶粒粒度逐渐变大,由纳米金刚石向微米金刚石转变,生长模式变为柱状生长模式,生长速率逐渐降低;在600℃衬底温度下变为微米金刚石,生长速率下降到1.95μm/h.     

微波等离子CVD低温沉积金刚石膜及其表征

采用CH4／Ar偈气源系统，以Si（111）为基片在微波等离子CVD系统中通过工艺的优化在350℃沉积了金刚石膜。研究了不同的基片预处理工艺、微波功率对金刚石结构的影响，用XRD、SEM等测试方法进行了表征，XRD测试结果表明金刚石膜中仍存在缺陷和杂质，SEM测试结果表明金刚石膜由200nm的球状颗粒组成，存在二次成核现象。     

基于金刚石的GaN基微波功率器件研究进展

金刚石在目前所知的天然物质中具有最高的热导率,在高频、大功率GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)和电路的散热方面极有应用潜力。综述化学气相沉积多晶金刚石衬底的衬底转移技术、单晶金刚石衬底的直接外延技术和纳米金刚石表面覆膜的器件工艺技术在GaN基HEMT器件中的应用研究和发展历程,并分析每种技术的优缺点。     

薄膜光学微金字塔结构阵列的制备研究

为了解决薄膜光学微结构中等效折射率梯度分布的问题。本文研究了轮廓渐变的薄膜微金字塔结构阵列,分析了微金字塔结构的典型制备工艺,提出了一种单点金刚石车削,结合纳米压印与电感耦合等离子体刻蚀技术的制备方法。实验结果表明:单点金刚石飞切形成的金字塔结构单元的尺寸可以在1～10μm之间进行调控,切削5 min可以形成直径12.5 mm的微结构成型区域;纳米压印技术与电感耦合等离子体刻蚀方法的结合,实现了薄膜光学微金字塔结构阵列的制备。