TiB2-B4C陶瓷复合材料高压烧结与性能表征

在5.0GPa及1500～2000℃的压力和温度条件下,采用高压烧结的方法制备了B4C含量分别为10％和30％的TiB2-B4C陶瓷复合材料.对TiB2-B4C陶瓷复合材料的物相、显微结构、密度、硬度、热导率、电阻率等进行了分析.结果表明:材料在高压下没有发现化学反应生成新的相;TiB2-B4C陶瓷复合材料具有较高的致密性,没有明显的气孔;TiB2-30％B4C在1800℃下硬度最高,在4.9N载荷下可达27.8GPa,在9.8N载荷下可达24.3GPa;在常温下,热导率可达30.42W/(m·K).     

高压烧结AlN陶瓷体材料的微观结构分析

用国产六面顶压机在5．0GPa、1200℃～1700℃条件下实现了以稀土氧化物为助剂的AIN陶瓷体的高压烧结。对制备的AIN高压烧结体进行了高压热处理。用SEM对AIN高压烧结体的微观结构进行了表征。研究表明：高压制备陶瓷体材料能够有效降低烧结温度和缩短烧结时间，烧结温度最低温度达到1200℃，可比传统烧结方法降低400℃以上。在5．0GPa／1400℃／50min条件下制备的AIN高压烧结体出现穿晶断裂模式。高压热处理使得晶粒明显长大，形成了等轴晶粒组织。     

铝对生长Ⅱa型宝石级金刚石的影响

对于高温高压温度梯度法合成金刚石来说，在触媒中添加除氮剂（Ti、Al等），可以合成无色的Ⅱa型宝石级金刚石。实验使用国产六面顶压机和NiMnCo溶媒通过温度梯度法来合成Ⅱa型宝石级金刚石，主要研究了除氮剂铝对生长Ⅱa型宝石级金刚石的影响。由于铝的添加使得合成出的金刚石出现熔坑，并带有颜色等现象。大量实验表明：氮化铝的分解和过量铝的掺入是颜色和熔坑产生的原因。实验通过在约1210℃的低温区生长、降低生长速度至0．41mg／h，使金刚石的颜色和熔坑问题有了明显的改善。所以在用Al做除氮剂生长Ⅱa型宝石级金刚石时，为获得优质单晶，应以较低的生长速度在低温区生长晶体。     

Ib型宝石级金刚石单晶的多晶种合成

高温高压下温度梯度法合成宝石级金刚石时,合成周期较长。单晶种合成效率低下,通过多晶种法可以直接有效地提高合成效率,因此文章对多晶种生长宝石级金刚石进行了研究,在高温高压条件下成功实现了多颗粒2-3mm级金刚石单晶的合成,优质单晶的平均增重速度最快可达1．88mg／h。     

碳源扩散不均一性对宝石级金刚石单晶生长的影响

高温高压温度梯度法生长优质宝石级金刚石单晶过程中,晶体生长主要由碳源在触媒中的扩散过程决定.本研究通过有限元对碳源对触媒的扩散过程进行了简单模拟,结果发现,受温度梯度法特定组装结构影响,实际晶体在生长过程中,由高温端扩散下来的碳源在触媒中的分布是相当不均匀的.对晶体生长来说,这种碳源扩散不均一性会直接影响晶体的生长过程.在籽晶粒度超过2mm时,晶体中心部位出现较多包裹体,或者生长表面无法生长愈合.     

优质Ⅱb型宝石级金刚石大单晶的高温高压合成

实验在国产六面顶压机上利用温度梯度法合成优质Ⅱb型宝石级金刚石.研究发现在约5.5GPa和约1300℃的条件下,添加剂硼的加入使合成Ⅱb型金刚石的形貌较Ⅱa型宝石级金刚石有较大不同,文章分析了产生该现象的原因;实验还发现随着硼添加量的增加,所合成Ⅱb型宝石级金刚石的颜色由浅变深.结果实验获得了尺寸达4mm的优质Ⅱb型宝石级金刚石大单晶.     

白宝石弓形片晶体生长研究

;对于采用电阻加热导模法生长白宝石弓形片来说,模具顶端的温度场对晶体外形控制起着关键作用.实验发现模具顶端附近径向温度梯度1.6℃/mm、轴向温度梯度3.3℃/mm时,晶体生长较易获得理想的晶体外形.对于晶体生长过程中产生的气泡,实验设计了合适的模具、找到了适宜的工艺参数,有效地解决了这个问题.小角晶界的产生,可通过选用高质量的籽晶、采用缩径放肩工艺、调整模具顶端的形状来消除.通过这些问题的解决,实验生长出外形(2.6×30×240)mm和晶体内部质量符合手表镜面要求的白宝石弓形片.     

Ib型宝石级金刚石单晶的多晶种合成

高温高压下温度梯度法合成宝石级金刚石时,合成周期较长。单晶种合成效率低下,通过多晶种法可以直接有效地提高合成效率,因此文章对多晶种生长宝石级金刚石进行了研究,在高温高压条件下成功实现了多颗粒2-3mm级金刚石单晶的合成,优质单晶的平均增重速度最快可达1．88mg／h。     

坚持科学发展观，实现材料学科跨越式可持续发展

目前,我国材料学科建设存在一些问题,要明确学科的建设目标和任务,从师资队伍、研究方向、实验基地和科技创新平台等几个方面探讨学科发展的思路和途径。河南理工大学总结了材料学科建设的实践经验,材料学科建设是一项复杂的系统工程,必须系统规划、突出重点、交叉融合,以全面协调可持续发展为推动力,用科学的发展观统领学科建设的全过程。     

高温高压合成热电材料AgPb_(18)SbTe_(20)的电学性能

采用高温高压方法制备了热电材料Ag0.8Pb18SbTe20,测试发现样品具有微米级晶粒和单相的NaCl结构。高压合成的Ag0.8Pb18SbTe20样品为N型半导体,电阻率和Seebeck系数的绝对值随温度的升高而增大。同其它方法制备的AgPb18SbTe20体系材料相比,高温高压方法制备的样品具有较低的电阻率。较低的电阻率导致了较大的功率因子(S2σmax≈17.2μW/cm-1K-2,T≈585K)。