Cr与金刚石界面碳化物形成机理研究

选用含Cr活性钎料,适当控制钎焊工艺,实现了金刚石与基体的高强度连接.采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)及X射线衍射结构(XRD)分析了真空加热条件下,含铬活性钎料与金刚石之间的界面反应以及界面反应产物,探讨了钎料与金刚石界面处碳化物的形成机理.分析结果表明,活性钎料中的Cr在金刚石表面富集并与金刚石中的C生成枝状的碳化物,既实现了化学冶金结合,生成的碳化物呈枝状,也进一步加强了对金刚石的把持作用.     

天然金刚石资源与市场分析

天然金刚石除用作宝石之外,广泛应用于工业,随着工业的发展,其产量逐年增加.全球天然金刚石的产量主要集中在澳大利亚等五个国家.但国际天然金刚石市场基本上受De Beers集团公司控制.从世界天然金刚石资源来看,天然金刚石在工业上的应用将不再占有优势.     

合成金刚石用碱系新型催化剂

日本无机材料研究所初次查明把石灰、碳酸钠等无机物和石墨混合后,在高温高压下进行反应,能生成无色透明的金刚石微细粉末。这种方法和历来用铁、镍等金属催化剂不同,已经证实合成金刚石可以利用碱和碱土金属作催化剂。由于和天然金刚石的生成相似,所以成为了解其生成过程的重要线     

微波烧结制备Ti3SiC2-金刚石复合材料的显微形貌及界面反应机理

采用Ti3SiC2粉体和金刚石粉体为原料,通过微波烧结制备Ti3SiC2结合剂金刚石复合材料,研究金刚石的含量和粒度对该复合材料的物相组成与显微形貌的影响.结果表明,通过高温微波烧结Ti3SiC2结合剂金刚石复合材料,金刚石表面会形成不同的涂层,从而与基体结合剂结合良好.金刚石的粒度和含量对复合材料中基体组成和金刚石的表面涂层状态有显著影响.烧结过程中,金刚石会不同程度的影响Ti3SiC2的分解.Ti3SiC2分解后生成Si与TiC.当金刚石含量相同(10％)、粒度较粗(30/40)时,金刚石表面会形成钛硅相与SiC涂层组织;基体的主相为Ti3SiC2、钛硅相与SiC.当金刚石粒度较细(W20)时,金刚石表面的C元素充分地与Si反应生成SiC涂层,基体主相变成TiC和Ti3SiC2.当金刚石粒度适中(120/140目与170/200目)时,基体的主相为Ti3SiC2.选取金刚石粒度为170/200目、金刚石含量较低时(5％与10％),基体的组成为Ti3SiC2与少量的SiC.金刚石含量较高时(20％与30％),基体的组成为Ti3SiC2与少量的TiC和SiC.各试样中金刚石表面都会形成钛硅相与SiC涂层组织.     

天然与Fe-C(H)系高温高压合成金刚石多晶的光学属性对比研究及意义

山东蒙阴天然金刚石多晶与Fe- C(H)系高温高压(HPHT)合成金刚石多晶的光学显微镜、拉曼光谱、光致发光谱及红外光谱等的对比研究表明,相似的金刚石晶粒形态、表面生长台阶、结构功能团及缺陷等决定着两者存在成因上的联系;而自金刚石多晶的深部至表面,缺陷的不同变化规律及金刚石晶粒间聚集方式的差异等暗示着两者的生长历史并不完全相同;天然金刚石多晶的形成可能经历早期快速成核—长大、中期长大及漫长的后期改造三个阶段;基于晶体成核、长大及后期改造的思想,从微结构、微成分的角度厘定金刚石多晶中的标型信息,有利于拓展金刚石找矿、地球深部重大科学问题探讨等的思路和方法,也有利于为高品级金刚石多晶的合成提供新的科学线索.     

天然与Fe-C(H)系高温高压合成金刚石多晶的光学属性对比研究及意义(下)

山东蒙阴天然金刚石多晶与Fe-C(H)系高温高压(HPHT)合成金刚石多晶的光学显微镜、拉曼光谱、光致发光谱及红外光谱等的对比研究表明,相似的金刚石晶粒形态、表面生长台阶、结构功能团及缺陷等决定着两者存在成因上的联系；而自金刚石多晶的深部至表面,缺陷的不同变化规律及金刚石晶粒间聚集方式的差异等暗示着两者的生长历史并不完全相同；天然金刚石多晶的形成可能经历早期快速成核一长大、中期长大及漫长的后期改造三个阶段；基于晶体成核、长大及后期改造的思想,从微结构、微成分的角度厘定金刚石多晶中的标型信息,有利于拓展金刚石找矿、地球深部重大科学问题探讨等的思路和方法,也有利于为高品级金刚石多晶的合成提供新的科学线索.     

温度对Cr基钎料钎焊金刚石界面微观形貌影响的研究

选用含Cr活性钎料,适当控制钎焊工艺,实现了金刚石与基体的高强度连接.采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了真空加热条件下,不同钎焊温度对钎焊后金刚石表面微观形貌的影响,探讨了钎料与金刚石界面处碳化物的形成机理.分析结果表明,活性钎料中的Cr能在金刚石表面富集并与金刚石中的C生成枝状的碳化物,碳化物形貌与钎焊温度存在很大关系.     

CVD金刚石新近应用探析(工业金刚石战略发展思考之二)

概述工业金刚石从天然金刚石到HPHT金刚石再到CVD金刚石的发展。对比分析聚晶质CVD金刚石和单晶质CVD金刚石的力学性质与电子学性质。介绍聚晶质和单晶质CVD金刚石的新近应用,涵盖复合材料、医疗、电化学、热控技术、微电子机械系统(MEMS)、光学、电子学和声学等领域。阐述超纳米结晶金刚石(UNCD)的特性及其在MEMS、生物传感器、机械密封件与耐磨层以及超光滑金刚石薄膜应用的优异性能。     

高温高压下通过石墨直接转化合成的纯聚晶金刚石

用多砧压机在压力为12～25GPa、温度为1800℃～2500℃的条件下,通过石墨直接转化的方法已经合成出纯聚晶金刚石聚合体.这种聚晶金刚石是无色透明的,而且通过微束X-射线观察可确定它具有立方对称性.通过TEM观察可看出,样品是由10～20nm的金刚石单晶微粒构成的,通过拉曼光谱仪可以观察到,它的拉曼光谱中只有一条很弱的宽峰,其拉曼位移为～1331cm-1.压痕法硬度测试表明,这种聚晶金刚石的努普硬度最高可达到140GPa,这个硬度等于甚至高于天然金刚石和合成金刚石的硬度(60～130GPa),而约为含有粘接剂的聚晶金刚石的硬度(50～60GPa)的二倍.实验结果表明,天然聚晶金刚石可能是由包裹在寒冷的硬壳中的亚稳态石墨下沉到较热的区域,如地幔转化区域中上升的岩浆,而发生快速转化形成的.     

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.