金刚石合成用W型叶螨石传压介质的研究

本文采用Ｗ型叶蜡石作为超高压高温合成金刚石的传压介质,分析了其主要化学成分与矿物相组成。对Ｗ型叶蜡石粉压块的粒度效应与高压腔体的尺寸效应进行了较详细的研究,确定了该传压介质的粒度组成与几何尺寸。超高压高温合成金刚石试验表明,Ｗ型叶蜡石的传压性能相当理想,金刚石合成效果好。这一结果为超硬材料高压合成与多晶烧结体所用传压介质的选择开辟了新的途径。     

新型复合传压介质的研究

本文详细的分析了在金刚石合成中叶蜡石、白云石、氯化钠作为传压介质的优缺点，并通过大量的实验，证实了用多种复合传压介质代替单一的叶蜡石做传压介质在金刚石合成中得到了理想的效果，不仅降低了锤耗而且提高了金刚石质量。     

MM型叶蜡石在粉末合成金刚石工艺中的应用研究

本对MM型叶蜡石在粉末工艺合成金刚石中的应用效果进行了试验，重点阐述了MM型叶蜡石的使用特点，即：保温性好，合成出的金刚石晶体颜色好，完整单晶率高，TI，TTI值较高，是一种较理想的传压介质。     

传压介质对人造金刚石的影响

本借助于铰链式六面顶液压机，比较了六种不同传压介质合成人造金刚石的效果。结果表明传压介质不仅影响到金刚石合成工艺参数的调整，而且还影响到金刚石的颜色，产量，质量等，从而直接影响到企业的经济效益。     

复合型粉压叶蜡石合成金刚石的效果

叙述了用NaCl复合粉压叶蜡石高压容器合成金刚石的效果，讨论了NaCl传压介质在金刚石合成过程中的特性、显著的作用与影响，在讨论与分析的基础上，指出了正确选择使用叶蜡石高压容器的重要性及提高粉压叶蜡石高压容器质量的方法与途径。     

传压介质—叶蜡石及其在超高压高温条件下的传压密封机理

叶蜡石是制造人造金刚石极为重要的超高压密封和传压材料，在超硬材料工业得到广泛的采用。本文对叶蜡石的理化性能及在超高压高温条件下的传压密封机理作了比较系统的阐述，重点探讨了目前国内生产中普遍采用的粉末成型叶蜡石的设计原则和水玻璃对粉末成型叶蜡石传压性能的影响，并针对目前生产中存在的若干问题提出了改进意见。     

叶蜡石的矿物成分对合成金刚石的影响

通过对闽东矿区五种不同类型叶蜡石所做的化学分析及DTA、TG分析，计算出了其相应的矿物成分。将这几种叶蜡石分别制成传压介质进行了合成金刚石的实验并与北京门头沟叶蜡石作了比较，结果表明：(1)含有一定量石英(20％左右)的叶蜡石做传压介质有利于降低金刚石合成压力，提高金刚石质量；(2)结晶水含量较低的叶蜡石合成出的金刚石质量更好。作者对实验结果进行了分析并指出：在选择作为传压介质的叶蜡石时，不能只要求其硬度低、叶蜡石成分高，而应全面考虑其中所含矿物成分及其在高温高压下可能发生的变化。     

一种新型复合传压密封介质的研制

本文提出一种新型复合传压密封介质的研制方法，该介质外围材料为叶蜡石，内套一白云石套管。通过金刚石合成试验得出：合成压力下降2-3MPa；合成电流下降100～200A；合成出的金刚石单产提高5ct左右，粒度相对集中、≥50／60以粗晶粒所占比例达到85％，晶型好。     

纳米金刚石微粉作为静压法合成金刚石晶种的探讨

本文报道了添加纳米金刚石粉（ＮＤＰ）碳惩的静液压合成金刚石初步试验。结果表明,ＮＤＰ作为晶种可提高石墨相变为金刚石的得量,并提高产物中金刚石粗晶粒的比例。     

静压法合成金刚石的成核研究

针对静高压合成技术中片状样品的组装工艺特点,分析了在高温（约1500K)高压（约5GPa）下石墨与触媒之间的相互扩散过程和金刚石在合成腔中的成核几率。根据外界提供给石墨的能量大小,判断出纳米石墨微晶是形成金刚石晶核的基本单元。金刚石成核很可能是纳米石墨微晶转化为金刚石晶核的结构相变过程。讨论了在触媒的参与下金刚石的成核率与温度压力变化的关系,证明了压力是控制金刚石成核的有效参数,而温度不宜作为金刚石成核的控制参数。     

聚晶金刚石薄膜合成工艺的研究

目的优化聚晶金刚石(PDC)薄膜的合成工艺参数。方法以保温时间、冷却时间、烧结温度为变量,设计PDC薄膜合成正交实验,以旁热式组装合成块进行烧结,测定PDC烧结成品的硬度、磨耗比、电阻值,确定每组烧结品的完整数,并通过综合平衡法对正交实验结果进行分析。结果保温时间、冷却时间、烧结温度在不同程度上影响PDC的综合质量。结论最佳工艺参数为:合成温度1350℃,加热时间5 min,冷却时间11 min。     

掺硼金刚石的高温高压合成

掺硼金刚石具有诸多优良的性质,因而成为当前金刚石掺杂中的研究热点。本文通过将一定比例的无定形硼粉均匀加入到粉末石墨——触媒体系中,在六面顶压机上利用高温高压方法合成了掺硼金刚石。考察了样品中不同的硼添加比例对合成金刚石最低压力点的影响,以及压力和温度对合成掺硼金刚石的影响。经过大量实验,总结出了合成金刚石的最低压力点与样品中硼添加比例的关系曲线。实验结果表明,合成温度是影响晶体中硼含量的主要因素。同时,实验还发现,硼在晶体中的分布情况存在着区域性,以及随着晶体内硼含量的增加,晶体晶形变差,而且容易生长聚晶。     

金刚石薄膜的低压气相沉积工艺及发展

低压气相沉积金刚石薄膜的工艺,按基本原理可分为化学气相沉积、离子束沉积、等离子化学沉积和化学转化方法。文中详细介绍了各类方法的特点及沉积机理,指出存在的问题,并对今后的发展提出了看法。     

传压介质在人造金刚石合成中的性能研究

研究了六种不同的传压介质：灰白叶蜡石块、带白云石衬管的灰白叶蜡石块、带红叶蜡石衬管的灰白叶蜡石块、灰白／青灰叶蜡石复合块、中粒度灰白叶蜡石复合块、细粒度灰白叶蜡石复合块；分析了各种传压介质原料的成分，采用常用的温度一压力曲线，进行了合成金刚石的实验，对合成金刚石结果进行了对比分析，结果表明：不同传压介质合成金刚石的品级、粒度不同，其中红叶蜡石内衬复合块以及白云石内衬复合块合成的金刚石晶型、颜色等各项指标最好，这是因为，灰白叶蜡石的传压效果好，红叶蜡石以及白云石内衬的保温性好，综合了两种材料的优点，改善了反应腔中的压力场与温度场分布的均匀性。叶蜡石及内衬材料经过预处理，去除了一部分有害物质使金刚石的生长环境得到了净化。     

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。     

优质六面体金刚石大单晶的合成及应用

利用高温高压温度梯度法,在合理调整组装方式、生产工艺的基础上,分别采用片状和环状碳源对合成优质六面体金刚石大单晶的尺寸、重量和生长速度进行了对比和分析。采用环状碳源33 h内合成晶体的尺寸可高达5.4 mm,生长速度高达12.6mg/h,重量高达2.08 carat,如此快的生长速度足可以满足六面体金刚石大单晶的产业化生产,进一步推动了国内人工合成金刚石的进程和发展。同时,六面体金刚石大单晶可作为CVD法合成单晶金刚石的基板和单晶金刚石刀具的首选材料。