爆轰合成超细金刚石的性质及应用

利用以ＴＮＴ为主要成分的混合炸药爆轰产生的瞬间高温，高压使爆轰产物中未氧化的碳转化成纳米超细金刚石，对超细金刚石的结构和性质进行了分析，由于超细金刚石兼有金刚石和纳米微粒的性质，使得它在材料科学领域具有广阔的应用前景。     

金刚石形成的反应中心论与胶体理论

在静压法合成金刚石试验中，分别采取高压低温渗碳和高温低压溶碳及改变送温压力等方法控制金刚石形成条件，在扫描电镜下观察金刚石的成核位置和成核数量，结合理论分析，提出了金刚石形成的反应中心论和胶体理论。     

类金刚石碳膜的研究进展

从类金刚石碳膜作为耐磨薄膜的角度出发，综述了近年来类金刚石碳膜(DLC)结构、沉积技术、沉积机理和性能方面的相关研究进展。介绍了DLC的相结构、过滤阴极真空弧(FCVA)、类金刚石碳膜的沉积机理及主要工艺影响因素，同时指出了存在的问题及研究发展趋势。     

非金刚石相碳成分对金刚石薄膜晶形的影响

应用Raman光谱和SEM方法研究了在用热丝CVD方法生长金刚石薄膜中,生长膜中非金刚石相碳成分对金刚石晶粒晶形的影响。还讨论了生长条件如碳源浓度、衬底温度等对生长膜中非金刚石相碳成分的影响     

高压下金刚石的均匀成核

本文研究在高压下金属—碳体系中均匀形成金刚石临界晶核的可能性。在考虑胶体大小的石墨微粒的曲率对它们周围被溶解碳的平衡浓度的影响之下,大幅度地减小了金刚石临界晶核的形成功。     

人造金刚石的历史及现状

7、金刚石磨料的高压合成所有的金刚石制造业基本上都是生产切割、研磨和抛光操作用的金刚石磨料。单晶的生长在下一节中叙述.近来温托夫作了一篇高压方法的有益的评论。十分奇怪,几乎任何状态的碳都能用来作为原料。有一篇报告列出了使用成功的20     

人造金刚石的历史及现状

人们几乎在一知道金刚石是碳的高压形态之后就企图人工合成金刚石。直到1955年才由通用电气研究实验室宣告试验成功,它详细叙述了一种由其他科学家可以重复的方法,因此符合接受为有效成就的标准。在金刚石可以被复制之前,必须完善高压技术。在该领域中,两个重要的发明者是P·W·布里奇曼(Bridgman)和H·T·霍尔(Hall)。概要说明了静态高压、冲击波、低压及烧结等技术,以及可得到性的现状和对未来的展望。     

CN1632165一种在硬质合金工具上制备金刚石涂层的方法

本发明提供了一种在硬质合金工具上制备金刚石涂层的方法。采取等离子体CVD技术，由含有氢、碳和硅元素的气体混合物为反应气体，在硬质合金工具上沉积含有金刚石相和硅的金刚石涂层；其中，硅是在金刚石涂层的CVD过程进行的同时，被沉积到金刚石涂层中以及金刚石涂层与硬质合金工具的界面处的；硅元素在金刚石涂层与硬质合金工具界面处的存在与富集使金刚石涂层对硬质合金工具形成高的附着力。所述的CVD技术包括：微波等离子体CVD技术、热丝CVD技术、直流电弧等离子体CVD技术。本发明的优点在于：有效地提高金刚石涂层的附着力并简化了涂层的制备工艺。     

水雾化粉末状触媒中固溶碳对金刚石合成的影响初探

高压水雾化方法制备触媒粉末为降低粉末氧含量,实验中加入合成金刚石用高纯天然鳞片石墨粉,灰分含量小于20×10-6,制备成合成柱在六面顶压机上进行系列合成实验,合成腔体为φ41 mm,通过合成的金刚石结果,判断总结出最佳含碳量值.所制得FeNi30如触媒粉末中的碳有两种状态存在:固溶单质碳和Fe3C型碳化物.结果发现固溶单质碳的存在,促进碳在触媒合金中内外双向扩散.促进了金刚石成核和转化;另外,根据固体与分子经验电子理论,分别计算了Fe3C及(Fe,Ni)3C型碳化物内C-C键原子组成的晶面的共价电子密度与金刚石晶面的共价电子密度,发现二者之间具有连续性,说明Fe3C型碳的存在也很有可能是金刚石形核与生长的有效碳源.     

采用铝灰和粉煤灰合成Sialon粉

以铝灰、粉煤灰和碳黑为主要原料,采用碳热铝热复合还原氮化工艺制备了Sialon粉体.研究了原料组成(Si/Al比分别为1.5、1和0.27)、碳黑含量(分别为10%、17%、22%和27%)以及合成反应温度(分别为1400, 1450, 1500 ℃)对生成物相的影响.结果表明,合成温度为1450 ℃,可以得到较纯的物相;随着还原剂碳黑含量的增加,使还原氮化反应进行的更为充分;在原料中Si/Al比为1时,加入17%的碳黑可以得到主要物相为Si_3Al_3O_3N_55(β-Sialon,z=3)和SiAl_4O_2N_4(15R)的产物;在原料中Si/Al比为1.5时,即加入80%的粉煤灰,在1450 ℃可以制备较纯的Si_3Al_3O_3N_5粉.     

六面顶压机设备性能对金刚石合成及硬质合金消耗的影响

人造金刚石是在高温，高压条件下生长的，产生高温，高压设备性能的好坏将直接影响合成腔体内压力，温度场，从而影响金刚石的生长和硬质合金的消耗，本着重讨论了高温，高压设备性能对金刚石合成及硬质合金消耗的影响，并给出了解决方法。     

金刚石/碳化硅复合材料的近净成形研究

采用金刚石/碳/硅预制坯成形以及真空气相反应渗硅工艺实现了金刚石/碳化硅复合材料的近净成形制备。对复合材料的显微结构以及性能进行了研究,讨论了反应渗透过程中复合材料体积变化的影响因素及影响机理。结果表明:采用真空气相反应渗硅工艺制备的金刚石/碳化硅复合材料主要由金刚石,碳化硅以及少量残留硅组成,复合材料内部各相分布均匀,致密度达到99%以上,抗弯曲强度达到260MPa。由于硅碳原位反应生成碳化硅是一个体积膨胀过程,预制坯体在渗透过程中呈现5%～20%的体积膨胀。原料配方中金刚石含量越高,硅碳比越低,预制坯体开孔率越高,渗透过程中复合材料的体积膨胀率越低。为了避免样品变形,实现金刚石/碳化硅复合材料近净成形的最佳硅碳比为1:1。     

镀膜金刚石膜层的俄歇分析

镀膜金刚石在现代金刚石制品中的应用愈来愈重要,我们对镀铬和镀钛两种金刚石的镀层作了俄歇分析。结果表明:俄歇能较准确分析膜层元素原子数分数、膜层厚度;所用镀铬和镀钛金刚石,镀层中分别除碳、铬元素,碳、钛元素外,均含有氧元素,这是镀层表面氧化所致;所用镀铬和镀钛金刚石,相对稳定的镀层厚度分别约为25 nm,360 nm。XRD线谱分析,镀铬金刚石镀层由于太薄,未发现衍射相,镀钛金刚石镀层却有TiC为基的固溶体形成。     

超高压高温下金刚石的合成机制

本文报导了研究（超）高压高温下合成金刚石的实验现象，观察和分析及体系中触媒，石墨相互作用状态的理论计算结果，在此基础上熔媒效应角度讨论了高压和触媒参予下金刚石的合成机制。     

人造金刚石除碳新方法

经过许多探索，发明了一种新的人造金刚石除碳方法，在酸性条件下，加入金属氧化物为氧化剂，可在短时间内有效地除去人造金刚石中残存的石墨碳。     

钢基渗铝过渡层上沉积金刚石薄膜的研究

在微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置中,以45钢钢板上的渗铝层作为过渡层,制备金刚石薄膜。研究了基体表面不同的铝含量对金刚石膜质量的影响。扫描电子显微镜(SEM)、能谱和Raman谱测试表明,渗铝层中的FeAl等金属间化合物在低温沉积时能减弱碳向基体的扩散,防止非金刚石相碳的出现,从而有利于高质量的金刚石薄膜的沉积。而试样表面过低的铝含量及过高的沉积温度不利于金刚石薄膜的形核与生长。     

低Al2O3矾土碳热还原氮化合成复相Sialon的研究

利用低品位铝矾土经碳热还原氮化合成得到复相Sialon。采用XRD、SEM和EDS等研究了合成温度（分别为1300、1400、1500、1600℃），碳含量（分别为理论量、过量10％、过量50％和过量100％）对合成产物的影响。结果表明：以低品位铝矾土为原料，碳黑为还原剂，碳加入量为理论量，在0．9MPa流动氮气下经1600℃，3h碳热还原氮化反应合成出了α-Sialon和β-Sialon，其中α-Sialon晶体呈六方柱状结构。     

不同湿度环境下镀钛金刚石烧结聚晶金刚石的摩擦学性能*

聚晶金刚石（Polycrystalline diamond, PCD）机具在钻探破岩与切削过程中服役于边界润滑环境，湿度条件是影响其摩擦磨损性能及切削钻进效率的重要因素。采用磁控溅射技术在金刚石微粉表面沉积厚度为~500 nm 的钛薄膜，并选用镀钛金刚石微粉为原料烧结聚晶金刚石（Ti-polycrystalline diamond, Ti-PCD）。研究了 Ti-PCD 在 5%~50%相对湿度（Relative humidity, RH）条件下对磨氮化硅的摩擦磨损性能，利用 SEM、XRD、AES 等表征镀钛金刚石微粉和 Ti-PCD 的微观组织、表面形貌及相结构。采用光学显微镜、白光三维形貌仪、拉曼光谱仪分析 Ti-PCD 和氮化硅球的磨损形貌。结果表明，Ti-PCD 中金刚石晶粒与粘结剂钴界面处形成碳化钛过渡层。在相对湿度为 5%~50% RH 条件下，氮化硅磨斑处的碳质转移膜是影响 Ti-PCD 稳态摩擦因数的主要原因。5% RH 干燥环境下，摩擦滑移过程中碳原子重杂化过程形成连续均匀的碳质转移膜，获得超低的稳态摩擦因数 0.034。Ti-PCD 表面相对较疏水，水分子钝化作用减弱，有助于形成具有减摩作用的碳质转移膜，致使湿度环境下的稳态摩擦因数比传统 PCD 降低~30%。Ti-PCD 磨损在 5%~50% RH 湿度范围内逐渐减轻。Ti-PCD 中的碳化钛相发挥结合桥作用，利用界面效应强化粘结剂钴和金刚石的界面结合，抑制摩擦滑移过程中的金刚石颗粒剥落，提高 Ti-PCD 的耐磨性。应用金刚石微粉表面涂层技术制备减摩 Ti-PCD，从界面结合和补强增韧方面强化金刚石与粘结剂钴的界面状态，对设计制造高效长寿钻探机具有重要的研究意义。     

金刚石结晶理论的胶体观点

本文研究了胶体尺寸的碳粒子的相变化。确立了石墨转变为金刚石的能垒与粒子大小和过饱和的关系。分析了通过胶体尺寸的粒子连接的方法生长金刚石的可能性。     

化学气相沉积金刚石薄膜衬底的研究进展

讨论了化学气相沉积金刚石薄膜的各种衬底材料。气相合成金刚石衬底材料分为3类，第一类是能和碳形成碳化物的衬底；第2类是与碳不起反应（不形成碳化物）但能溶碳的衬底；第3类是既不与碳反应又不熔碳的衬底。第一种一般与金刚石薄膜有比较好的粘合性，后两种虽然使金刚石成核容易，但衬底材料与金刚石薄膜结合性较差。采用预处理是促进化学气相沉积金刚石薄膜与增强结合力非常有效的方法。