棕色高韧性立方氮化硼合成技术的研究

通过以原材料、触煤及高压合成系统工艺的研究,采用φ32－40mm腔体在新型复合触煤体系下合成出棕色立方氮化硼单晶。对所得立方氮化硼单晶体的性能考察表明：这种立方氮化硼晶体具有较高的冲击韧性。     

触煤合金对金刚石合成影响的研究

本叙述了合金触媒合成金刚石的效果，讨论了合金触媒性能对金刚石合成及其性能的影响。在对多种合金性能测试与分析的基础上，综合了使用合金触媒的经验、看法和金刚石合成机理及对合成金刚石的触媒原料的选择方法。     

金刚石与触媒

本论述了触媒在人造金刚石合成中的作用，金刚石的合成工艺，金刚石生长过程及金刚石的颜色等问题。     

NiMnCo合金的气体渗氮

研究了合成金刚石用触媒合金的气体渗氮。结果表明，该合金经气体渗氮后，表面形成渗氮层，经Ｘ射线分析，渗层由含Ｎ的ｒ固溶体和ｒ＇－Ｍ４Ｎ组成。用该合金作为触媒合成金刚石可提高其强度，并随渗氮层厚度的增加强度也增加。     

不同触媒合成人造金刚石合成块的断口组织分析

本文通过金相显微镜，SEM分别对粉末触媒（NiMnCo,FeNi)及片状触媒的微观组织及其合成金刚石的断口组织进行分析，揭示了金刚石合成过程中不同触媒合金的催化特征。     

粉状材料合成金刚石剥离石墨的新方法——物理方法剥离石墨

目前，国内金刚石合成依其使用材料的形状不同分为两大类：一是片状；二是粉状。使用片状材料合成金刚石已有几十年的历史，而使用粉状材料合成金刚石(规模化工业生产)仅仅是近几年的事(国外几家大公司使用的早些)。粉状材料生产人造金刚石以其转化率高、晶体     

触媒合金渗碳对金刚石生长的影响

合成金刚石用的触媒合金一经高温渗碳,便失去生长金刚石的催化作用。用实验得到了一条P—T图上使合金失去作用的临界渗碳曲线,以及另一条走向大体一致的预热曲线。实践表明,合成时经预热处理的触煤合金能使金刚石晶体长得粗大。这为一般金刚石生产中所采用的提前升温工艺提出了解释。     

CVD金刚石涂层煤液化减压阀关键部件的制备

煤液化减压阀的工作条件非常苛刻,对其阀座、阀芯等关键部件在高温、高压差、高固态浓度流体冲蚀条件下的抗冲蚀磨损性能及使用稳定性提出了极高的要求.CVD金刚石涂层具有接近天然金刚石的优异性能,非常适合用于煤液化减压阀关键部件的表面强化.采用热丝CVD法在硬质合金阀座及阀芯主要的受冲蚀表面沉积获得了金刚石涂层,为保证沉积过程...     

谈谈煤沥青与人造金刚石碳片

本针对不同产地，批次，型号煤沥青的性能差异，探讨其对人造金刚石碳片的影响，提出易做出造金刚石碳片粘结剂的较佳方案。     

金刚石断面残留触媒的分析

采用扫描电镜（SEM）和能谱（EDS）分析方法，分析了国内六种代表性的金刚石断面上残留触媒的形态及成分。残留触媒形态不一，其成分和合成金刚石应用的触煤成分相同，我国触媒成分正从单一的Ni-Mn-Co三元合金向加入Fe的四元系或更多元系甚至以Fe为基的多种合金系演变，质量好的锯用金刚石，其残留触媒成分波动甚小，反之质量较差的金刚石，其残留触媒成分波动较大。     

高压水雾化金刚石铁基触媒粉的工艺研究

采用典型检验和统计分析的方法研究了FeNi30高压水雾化金刚石触媒粉的形貌、氧含量、粒度与粒度组成及合成效果。结果表明,粉末为近球形颗粒,-200目产出率为68.2%。由于原有高压水雾化金刚石触媒粉的氧含量较高,不能直接在合成金刚石中使用。水雾化的触媒粉通过1 000℃,真空10-2Pa,6 h高温真空脱氧处理,触媒粉中氧的质量分数降到200×10-6～500×10-6,满足合成金刚石的要求。Φ38 mm腔体批量合成的单产达50～87 carat,粒度35/60目的金刚石粉达到46.5%至82.5%。粒度为-250目的触媒合成的金刚石品质较好,但与气雾化金刚石触媒粉相比,粒度还较粗,因此还需要不断改进雾化装置和雾化工艺,不断提高触媒粉成品率和品质。     

开孔隙对粉末触媒合成金刚石的影响

通过实验设计，对比研究了有、无表面开孔隙的ＮｉＭｎ粉末触媒在六面顶压机上合成金刚石效果的差异。结果表明：ＮｉＭｎ粉末触媒表面存在开孔隙，能提高合成腔体内触媒和石墨的接触面积和单位体积中金刚石的形核率，从而有利于高单产金刚石的合成；而粉末触媒表面的开孔隙存在与否，对合成金刚石的晶形无明显影响。     

用含添加剂硫的粉末触媒合成金刚石

本文分别用铁镍触媒、含添加剂硫的铁镍触媒在国产六面顶压机上合成了优质金刚石单晶，利用光学显微镜观察，发现所合成的金刚石多为六八面体，晶形完整；在大多数用含添加剂硫的铁镍触媒合成的金刚石的{100}面，有熔坑出现，而用铁镍触媒合成的金刚石没有这种现象；用电子显微镜对熔坑的形貌进行了细致的观察。另外，还发现用含添加剂硫的铁镍触媒合成的金刚石中的包裹体要明显少于用铁镍触媒合成的金刚石中的包裹体。     

稀土在粉末触媒合成金刚石中的作用研究

本文利用稀土作为添加元素制备了FeNi30粉末触媒并对其性能进行了研究。粉末成分测试发现：添加稀土后触媒粉末氧含量由230×10^-6降低为120×10^-6,根据稀土元素的性质对稀土作为脱氧、脱硫剂的作用机制进行了分析;选择不含稀土、石墨柱中添加稀土和触媒中合金化添加稀土三种情况进行了金刚石合成实验。通过实验数据的对比,得出稀土元素的添加有利于提高金刚石的混合单产、粗颗粒比例、静压强度和冲击韧性值以及降低磁化率,添加稀土元素后金刚石颜色由浅黄色变为了绿色,并对石墨柱热处理工艺进行了研究。     

针对铁基触媒的金刚石提纯工艺研究

采用片状粉末冶金铁基触媒合成金刚石，金属包覆膜的脆性极大，打开合成压块之后，金刚石颗粒会裸露在断面上；同时由于铁基触媒磁性较大，存磁场作用下易于分离；从而为采用机械及物理方法提纯金刚石提供了可能。针对上述特点，提出了一种针对铁基触媒的机械式提纯金刚石的新方法。试验证明，这种新方法工艺简单，易于操作，成本低廉，金刚石提纯效率较高，损失较少。同时也为推广应用粉末冶金铁基触媒和逐步解决金刚石行业因电化学或化学方法提纯带来的环境污染问题提出了新的技术思路。     

新型碳源和触媒合成金刚石的研究

本文采用熔铸速冷法制备Fe-C化合物，合成了含碳量为共晶成分的Fe-C化合物。以Fe-C化合物为触媒和碳源对人工合成金刚石进行了实验研究和结果分析。以Fe-C化合物为触媒和碳源对TFDC理论进行了初步探讨。并为共晶成分Fe-c化合物为触媒和碳源进行金刚石研究提出了合适的温度和压强。为利用Fe-C化合物作为廉价的触媒和碳源进行金刚石合成提出了依据。     

铁基触媒中的初生渗碳体与金刚石单晶的合成

本文利用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪研究了金刚石合成后的铁基触媒组织结构。结果表明，组织中有较多的初生渗碳体时，金刚石的质量好，产量高；反之，则质量差，数量少。分析表明：触媒从高温液态到室温固态经历了初生渗碳体的析出、长大和共晶凝固两个过程，高温高压下金刚石的形核与长大是在触媒熔液经历初生渗碳体阶段时形成的。金刚石的生长极有可能是通过初生渗碳体的分解实现的，碳原子集团从渗碳体脱溶，然后堆积到金刚石上。本文从冶金反应过程证明了金刚石是由初生渗碳体转变而来的。     

合成金刚石用水雾化触媒粉末Fe70Ni30性能的研究

我国近年普遍采用水雾化粉末触媒Fe70 Ni30合成金刚石,本文对这种粉末形貌、成分、粒度分布、氧含量、相组成等作了分析研究.结果表明:粉末呈不规则状;粒度呈正态分布,D50= 22.9 μm;粉末杂质含量很低:初始粉氧含量为0.2％(质量分数),将触媒粉和石墨粉混合(质量比3:7)压成合成柱,在1000℃,真空10-...     

添加剂硼对纯铁粉末触媒合成金刚石的影响

本义研究了添加剂硼对纯铁粉末触媒合成金刚石的影响。实验中将不同比例的无定形硼粉直接添加到石墨-纯铁粉末体系中并均匀混合，以此方式，将硼掺杂到高温高压合成的金刚石单晶中。实验结果表明，随硼添加比例的不同，合成金刚石的最低压力点也不同；同时，通过不同添加比例的硼合成出金刚石的颜色，可得知该方法对提高金刚石内硼含醚的有效性。实验还发现，当硼添加比例一定时，合成温度对合成金刚石的特性产生了一系列的影响。     

含硼触媒对合成的金刚石晶体结构和热稳定性的影响

人造金刚石的热稳定性越来越受到金刚石生产者和使用者的重视，成为国际上评价金刚石内在质量和性能好坏的重要指标。本文在铁基触媒的基础上加入不同含量的硼铁粉，用静压法合成了含硼金刚石。利用光学显微镜、X射线衍射仪和差热分析仪对不同金刚石的晶形、晶体结构和抗氧化性能进行了研究，并与同样工艺条件下合成的不含硼金刚石进行对比，对某些实验现象做了讨论。实验证明，这种方法能够得到抗氧化性好的金刚石，而且生产成本低、操作方便，便于推广。