天然鳞片石墨灰分对粉末技术合成金刚石的影响

天然鳞片石墨已经被广泛应用于粉末触媒技术合成人造金刚石，其性能直接关系着金刚石的各项性能指标。文章通过研究天然鳞片石墨灰分对金刚石静压强度、TTI等性能指标的影响，提出了在选择合成金刚石用石墨材料时，灰分应低于50ppm，同时灰分较低时也要注意残留物有害元素对金刚石的影响，如S、Si等。     

优质板状Ⅰb型宝石级金刚石大单晶的合成

高温高压下合成Ⅰb型宝石级金刚石大单晶,需要较长的合成时间。由于低温板状晶体合成区间很窄,因此较中温和高温晶体的合成相对困难。文章对板状Ⅰb型宝石级金刚石大单晶的合成进行了研究,并实现了不同尺寸优质板状晶体的可重复性合成。     

优质细颗粒金刚石单晶的高温高压合成与表征

文章利用国产六面顶高温高压设备,根据对金刚石合成不同区域的生长特点,通过对合成工艺的调整,实现了对体系中金刚石成核率与生长速率的控制,并成功合成出了具有完整晶形,尺寸大约在2-10μm的优质细颗粒金刚石单晶。通过热重-差热分析以及Raman光谱测试发现,合成具备完整晶面的细粒度金刚石单晶抗氧化强度大于表面粗糙的同粒度的金刚石微粉破碎料,且合成的晶体内部存在较小的残余应力。     

粉末触媒、石墨配比对合成金刚石质量的影响

将不同配比的Fe70Ni30粉末触媒与石墨混合压制成粉末触媒合成棒,在国产六面顶压机上进行金刚石高温高压合成实验,并对合成的金刚石单产、粒度分布、晶形、抗压强度值、TI、TTI值进行了对比测试与观察分析。结果表明,对Fe70Ni30粉末触媒合成棒而言,当合成棒中Fe70Ni30粉末触媒含量为30%时合成金刚石的单产达到最大值,金刚石的TI、TTI值较高且TI/TTI差值最小,热冲击韧性最好。     

优质金刚石合成工艺控制技术探讨

借助于国外学者在合成金刚石的压力、温度广泛区间内晶体形态分布图解，就合成腔中压力和温度分布规律以及造成合成腔内压力、温度梯度不均匀的影响原因进行了比较详细的分析。并根据不足之处提出了相应的减少合成腔内压力、温度梯度的方法。再后对目前人造金刚石合成中普遍采用的：(1)恒压恒功率；(2)恒压非恒功率；(3)恒功率非恒压；(4)非恒功率非恒压等四种不同的压力、温度控制方式进行了分析比较，从而提出了使用不同缸径压机合成优质高韧性金刚石的不同压力，温度控制方法。     

优质金刚石合成的研究

从六面顶液压机合成设备、原材料以及合成工艺三大方面，详细分析它们对金刚石合成、金刚石晶体的影响。提出高压低温工艺和合成腔体的净化两个关键方向，以获得优质的金刚石单晶。     

粉末材料合成金刚石中工艺参数的选取

合理地选取工艺参数,有利于合成优质金刚石。文章综述了粉末材料合成金刚石中工艺参数对合成效果的影响以及粉末材料合成金刚石中工艺参数的选取原则。     

高温高压下用氧化硼添加剂合成金刚石

文章研究了氧化硼添加剂对F e70N i30触媒合成金刚石的影响。当前掺硼金刚石是研究的热点,但关于利用F e70N i30触媒合成掺氧化硼的金刚石的文章却不多。在实验中将一定比例的氧化硼添加到石墨-F e70N i30粉末体系中并混合均匀,在六面顶压机上利用高温高压合成掺氧化硼金刚石。实验结果表明,添加一定量的氧化硼对金刚石的合成压力和温度的影响不大,但掺氧化硼合成的金刚石与不掺杂合成的金刚石在颜色和表面形貌上有很大的区别。对这种情况作了比较和分析。     

天然金刚石与合成金刚石的区别

本文首先介绍了一些重要的概念,这些概念对理解晶体的生长机理,以及解释为什么同种类的晶体可呈现多种多样的形态是很必要的。文章接着以热动力学分析为基础,阐述了天然的和合成的金刚石晶体在金刚石稳定区内的生长条件,以及CVD金刚石在不稳定区内的生长条件。由于生长条件和环境相的不同,金刚石在生长过程中可发育成具有不同形态特征的晶体,可据此分为三个类型。天然金刚石与两种合成金刚石的主要区别在于其{100}界面的粗糙度不同。当金刚石生长于硅酸盐溶液(天然的)时,它的{100)界面粗糙,其生长机理为吸咐生长型;而在金属-碳溶液中生长或化学气成环境生长形成的金刚石晶体则具有平滑的界面;在合成金刚石生长过程中,{100}面的形成机理是二维成核生长或者螺旋生长。由于上述这些差异可以被不同的单晶以生长扇、生长带、位错的空间分布及其它晶格缺陷等不同形式记录下来,因此,也可以用适当的方法检测出来,纵然晶体已被切割并抛光过也是如此。为了检测这些差异,宝石实验室采用的最佳方法是联合使用阴极发光形貌法和光学显微镜法。文中举例说明了天然的和合成的宝石级金刚石的CL图象差别。     

合成含氮金刚石用触媒合金的实验及选择

以实验结果为依据,叙述了含氮合金触媒与合成工艺对金刚石合成过程及其结果所产生的影响;讨论了氮杂质在金刚石晶体中的分布特征及对金刚石晶体性质的影响机理;还简述了合成含氮金刚石与普通金刚石及天然含氮金刚石性质间差异及原因;并指出了提高人造金刚石质量的一些重要途径。     

超细石墨粉体高温高压合成金刚石研究

为研究超细石墨粉体合成金刚石的可能性,以5000目的超细石墨粉和Fe70Ni30触媒为原料,用静态高压技术合成出金刚石。研究结果表明：以超细石墨粉为碳源材料合成金刚石是完全可行的,但在合成晶体里发现有大量缺陷存在;合成金刚石单产接近120ct,明显要高于相同合成腔体和工艺条件下合成普通金刚石的单产;晶体粒度平均为270μm左右,小于相同条件下以200目人造石墨粉为原料合成晶体的粒度。以超细石墨粉体为碳源材料合成金刚石的生产工艺等各方面影响因素有待深入研究。     

合成碳硅石的特征及鉴别

综述有关合成碳硅石的最新研究成果,系统总结它的特征及其鉴定方法,并对它的热导率和热惰性进行深入探讨,指出热惰性仪的精度进行改进后仍将是鉴定钻石及其仿制品的重要仪器,介绍几种特殊的鉴定仪器和鉴别统货的几种简便方法。     

合成钻石首饰的设计特色及其发展趋势初探

合成钻石,在商业上也被称为培育钻石,随着合成技术的发展,合成钻石开始作为独立的宝石级原材料进入珠宝首饰市场,各类知名珠宝品牌也相继开始进行合成钻石首饰的设计.我国是合成钻石的最大生产国,对合成钻石首饰设计现状和发展趋势的研究具有经济和现实意义.研究表明,合成钻石在首饰中的应用是随其合成技术的进步、大众接受度的提高以及成...     

用掺杂N、H化合物的粉末触媒合成金刚石的研究

氮和氢元素是天然及人工合成金刚石中重要的杂质元素,对金刚石的性能有着十分重要的影响。本工作中,先利用有机氮氢化合物三聚氰胺的分解提供氮与氢源,研究了大量的氮和氢在粉末触媒合成金刚石中对金刚石生长的影响。结果表明:大量的氮和氢的存在,将严重抑制金刚石的成核。然而,用含少量的添加剂氮化物Mx N的粉末触媒在国产六面顶压机上却能合成出优质金刚石单晶。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氮化物的触媒合成的金刚石的晶面上有凹线出现。用扫描电镜对凹线的形貌进行了细致的观察。随着铁基粉末触媒中添加剂氮化物含量的增加,合成金刚石的压力和温度条件逐渐增高,金刚石生长的“V形区”上移     

优质金黄色工业金刚石的高温高压合成

在铁基触媒中引入添加剂,利用高温高压法,成功地合成了金黄色的工业金刚石。研究发现,随着添加剂含量的提高,合成金刚石的最低压力和某确定压力下的最低生长温度都呈增加趋势。另外,这种添加剂对金刚石的自发成核有一定的抑制作用,而且随其添加量的逐渐增加,这种抑制作用逐渐增强。在光学显微镜下进行观察,发现所合成的晶体呈完整的八面体形状,包裹体少,透明度高,优晶率达到80％以上。通过与无添加剂样品合成的金刚石进行对比,发现两种情况下所合成的晶体生长速度相近,晶体形貌相似,只是前者表面的凹坑呈三角形,而后者表面的凹坑呈圆形。     

芶清泉教授对我国超硬材料的历史性贡献

芶清泉教授在我国人造金刚石发展的初期,揭示了人造金刚石合成机理、金刚石粘接机理、含硼黑金刚石耐高温机理。他提出了触媒与石墨优选原则和硼皮氮芯金刚石模型。他的工作对中国人造金刚石的发展起了重要作用。他出版了世界第一本《人造金刚石》专著、并将超硬材料作为一章写入他的《固体物理简明教程》。他举办了全国第一个人造金刚石短期学习班、进修班,培养出一大批工作在超硬材料领域的学士、硕士和博士,他们很多人已成为技术骨干和业内精英。芶清泉教授对我国超硬材料的发展做出了不可磨灭的历史性的贡献。     

触媒在合成宝石级金刚石中的作用及影响

对触媒在合成宝石级金刚石工艺中的作用机理进行了探讨，分析了触媒对合成宝石级金刚石晶体性质和晶体质量的影响，并提出了通过控制触媒获得高质量宝石级金刚石晶体的几点建议。     

高强度金刚石的合成技术

介绍了合成高强度(225～258N)金刚石单晶对炭源材料、触媒合金、试块组装方式及合成参数的要求，讨论了原料、合成工艺与合成条件对合成高强度的优质金刚石的影响及合成机理。     

包裹体作用下的人造金刚石单晶的破裂

使用Diashape形貌分析系统,通过分析晶体的透光性和纯净度对人造金刚石所含包裹体的情况进行分级。选取包裹体含量中等的金刚石晶体,一部分在静压强度仪上施压致其开裂;另一部分通过高温煅烧致其开裂。使用超声波将已开裂晶体震开,通过分析断面形貌和成分,分析包裹体致金刚石晶体破裂失效的原因。试验发现,无论是受压,还是受热,金刚石的开裂面均平行于（111）晶面。包裹体与晶体的界面是应力集中的位置,也是裂纹源。晶体受压开裂是由于包裹体与晶体的弹性模量不同;而晶体受热之后的破裂失效,则是由于膨胀系数的不同所致。