用于硅酸盐熔体微结构研究的高温Ramam光谱技术

硅酸盐熔体微结构通常在熔态下进行实验研究，而不是采用淬冷物质或玻璃样品的间接研究方法。为此比较了当前若干微结构测试方法用于高温的可能性，方法的特点，适用范围和缺陷。此处介绍一种高温Raman光谱技术，它配备了显微热台，实现了高温达1623K的共焦显微Raman；并采用了光谱信号的时间分辨检测技术，实现了可达2023K温度下的宏观Raman，拓展了Raman光谱研究高温物质结构的应用。通过对硅酸盐等熔体的Raman光谱测定和相关淬冷玻璃光谱的比较研究，表明高温Raman光谱是实时和原位研究熔体微结构的有效实验方法，同时探讨了将电荷耦合探测技术引入高温Raman光谱技术的可行性。     

合成金刚石常用的三种触媒合金Ni_(70)Mn_(30)、Ni_(40)Mn_(30)Fe_(30)和Ni_(70)Mn_(25)Co_5的高压熔融曲线

Ni_(70)Mn_(30)、Ni_(40)Mn_(30)Fe_(30)和Ni_(70)Mn_(25)Co_5是合成金刚石中常用的三种合金触媒。在合成金刚石过程中,除了需要合适的温度、压力条件以外,触媒合金所起的作用也是不容置疑的。但目前人们对其高压下的性能并不十分了解,测定它们的高压熔融曲线将有助于研究它们在合成金刚石中所起作用的具体机制,也有助于在合成金刚石过程中对温度-压力条件的选择。 本研究测定了上述三种合金的高压熔融曲线,实验于立方体型超高压装置中进行,压力测量至60kbar。     

基于国产六面顶压机的二级6-8型大腔体静高压装置(上)

主要介绍基于国产六面顶压机构建的二级6-8型大腔体静高压装置的力学结构,压力标定,加热组装设计,温度标定,以及采用金刚石复合材料作为二级顶锤产生超高压的一些探索性工作。一系列的结果表明,基于六面顶压机的二级增压装置的研发成功,促进了国内高压科学与技术及新型超硬材料的发展。实验表明,自行研制的多晶金刚石-硬质合金复合末级压砧可使基于国产六面项压机构架的二级加压系统的压力产生上限从约20 GPa提高到35 GPa以上,拓展了国内大腔体静高压技术的压力产生范围。应用这一技术,我们期望经过末级压砧材料与压腔设计的进一步优化,在基于国产六面顶压机的二级6-8型大腔体静高压装置压腔中产生超过50 GPa的高压。     

基于国产六面顶压机的二级6-8型大腔体静高压装置(下)

主要介绍基于国产六面顶压机构建的二级6-8型大腔体静高压装置的力学结构,压力标定,加热组装设计,温度标定,以及采用金刚石复合材料作为二级顶锤产生超高压的一些探索性工作。一系列的结果表明,基于六面顶压机的二级增压装置的研发成功,促进了国内高压科学与技术及新型超硬材料的发展。实验表明,自行研制的多晶金刚石—硬质合金复合末级压砧可使基于国产六面顶压机构架的二级加压系统的压力产生上限从约20GPa提高到35GPa以上,拓展了国内大腔体静高压技术的压力产生范围。应用这一技术,我们期望经过末级压砧材料与压腔设计的进一步优化,在基于国产六面顶压机的二级6-8型大腔体静高压装置压腔中产生超过50GPa的高压。     

使用光刻法在金刚石台面制备金属薄膜电极

金刚石对顶砧是实验室常用的产生流体静力学压力的装置,其核心部件是两颗对顶的金刚石.金刚石具有其它材料难以比拟的超高硬度和对电磁波的高透过率,所以金刚石压砧在高压研究中扮演着重要的角色.文章介绍一种光刻法在金刚石台面上制备金属薄膜电极用以测量材料电阻率的工艺.     

纳米聚晶金刚石的高压高温合成

利用自行研制的二级大腔体静高压装置,通过高温超高压下石墨向金刚石的直接转变,合成出了纳米聚晶金刚石块体材料.合成压力约为17GPa,温度约为2300℃.微区X射线衍射分析表明,石墨转变成了立方相的金刚石,扫描电子显微镜及X射线全谱拟合分析显示,合成出来的金刚石晶粒尺寸约16nm.压痕法测得的样品维氏硬度为100GPa以上.     

液相沉积类金刚石膜的结构与性能研究

探讨了液相沉积法制备类金刚石的新工艺,并采用XPS,Raman光谱和SEM等对所得膜的结构进行表征,证实所得的是类金刚石膜。液相沉积得到的类金刚石膜与钛合金基材之间具有较强的结合强度,并具有较低的摩擦系数和一定的耐磨损能力。     

原位高压测试技术在高压结构及性质研究中的应用

所谓的高压测试技术就是在不同压力条件下对物质的结构、状态和变化规律等进行研究的学科,在高压有关科学的研究中,主要就是以凝聚态物质作为研究对象,包括的领域为物理学、化学、材料学等等,需要将实验作为基础,通过特殊技术的利用,实现科学研究领域的创新。现阶段各种测试手段逐渐利用在高压测试结构中,较为诶常见的技术为高压电学测量和高压磁学测量的技术。本文主要分析原位高压测试技术在高压结构和性质研究的应用,以便加强对原位高压测试技术的深入理解,便于为高压技术的发展提供借鉴。     

一种特殊的金刚石合成结构装置

人造金刚石的合成通常在六面顶压机上进行,是在高温超高压状态下,在触媒的参与下,使石墨向金刚石进行转化的过程。目前国内六面顶压机采用的组装结构都是圆柱形石墨柱,利用外方内圆形叶蜡石块进行密封,经过分析可知,贴着顶锤的叶蜡石是不起密封作用的,所以设计一种特殊的金刚石合成结构装置,能够提高合成效率,降低压力损失和减少合成过程中的热量散失,节约合成成本。     

镀钛金刚石制备金刚石聚晶的研究

在国产六面顶高压设备上,以镀钛金刚石为原料,镍基合金为烧结助剂,采用熔渗法成功制备了金刚石聚晶(PCD),通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)等测试方法,研究了不同烧结压力和温度对镀钛金刚石聚晶组织形貌的影响,与普通金刚石聚晶进行了物相成分及残余应力的对比分析。实验结果表明:烧结条件为5.4~5.6GPa,1350℃~1450℃下的镀钛PCD具有较高的致密性和机械性能;镀钛PCD的衍射峰中有NiMnCo、碳化钛和TiMnC化合物。镀钛PCD相比普通的PCD表面残余应力略大。