采用不同含硼化合物合成Ⅱb型金刚石的试验研究

按照添加等量硼元素的原则，在粉末冶金铁基触媒中加入不同的含硼化合物（硼铁、碳化硼和六方氮化硼），在六面顶压机上进行金刚石合成试验。对合成出的含硼金刚石单晶进行表面形貌、磁化率、冲击韧性以及热重等综合质量对比。结果表明，不同的硼源会相应影响金刚石的生长区间，并进而直接影响金刚石晶体的质量及其主要性能。以六方氮化硼为硼源，可以实现对金刚石的硼、氮复合掺杂，合成出的金刚石晶体质量较高，性能较为优异。碳化硼次之，而用硼铁合成的金刚石晶体因杂质较多，导致质量和力学性能降低，合成效果较差。     

含硼触媒对合成的金刚石晶体结构和热稳定性的影响

人造金刚石的热稳定性越来越受到金刚石生产者和使用者的重视，成为国际上评价金刚石内在质量和性能好坏的重要指标。本文在铁基触媒的基础上加入不同含量的硼铁粉，用静压法合成了含硼金刚石。利用光学显微镜、X射线衍射仪和差热分析仪对不同金刚石的晶形、晶体结构和抗氧化性能进行了研究，并与同样工艺条件下合成的不含硼金刚石进行对比，对某些实验现象做了讨论。实验证明，这种方法能够得到抗氧化性好的金刚石，而且生产成本低、操作方便，便于推广。     

Fe-B-C体系金刚石单晶的高温高压制备与表征

在国产六面顶高温高压设备上,利用低价纯铁粉末为触媒开展含硼金刚石的制备研究。研究发现:无定型硼的掺入会导致金刚石合成条件(温度和压力)不断提高;晶体颜色由浅黄色逐渐变为黑色,晶体主要以八面体为主。利用扫描电镜(SEM)分析含硼金刚石的微观形貌,发现:硼添加后金刚石{111}晶面上存在微米尺寸的圆形凹坑。通过Raman光谱研究发现:随着硼掺入量的增加,金刚石特征峰发生蓝移,其半峰宽变大、晶体质量下降。通过红外光谱可以发现较强的Ⅱb型金刚石存在2 800 cm-1处的 B-C键特征峰。在纯铁触媒体系中,硼的质量分数在0.2%～0.8%时,均能合成出优质含硼金刚石。      

含硼合金触媒对金刚石合成影响的实验研究

研究含硼合金触媒对金刚石合成的影响问题，对促进人造金刚石品种多样化、产品质量提高及触媒材料发展有重要的价值。叙述了含硼合金触媒合成金刚石的效果及对生长金刚石晶体性能产生的影响，讨论分析了含硼合金触媒合成金刚石的晶体性能比一般合金触媒合成金刚石晶体的性能较优的原因。在讨论分析的基础上，给提高人造金刚石与合成优质金刚石用触媒舍金材料的选择指出了途径。     

含硼合金触媒对金刚石合成效果的影响

本文介绍了含有微量硼元素的触媒合金合成金刚石的优异物理和性质及其对金刚石合成效果的影响。还分析了含硼金刚石经普通金风是石性质较优的原因。在讨论分析的基础上，给提高了人造金刚石质量与合成优质金刚石用触媒合金的选择提出了途径。     

添加剂硼对纯铁粉末触媒合成金刚石的影响

本义研究了添加剂硼对纯铁粉末触媒合成金刚石的影响。实验中将不同比例的无定形硼粉直接添加到石墨-纯铁粉末体系中并均匀混合，以此方式，将硼掺杂到高温高压合成的金刚石单晶中。实验结果表明，随硼添加比例的不同，合成金刚石的最低压力点也不同；同时，通过不同添加比例的硼合成出金刚石的颜色，可得知该方法对提高金刚石内硼含醚的有效性。实验还发现，当硼添加比例一定时，合成温度对合成金刚石的特性产生了一系列的影响。     

含硼氮金刚石的合成

本文叙述了含硼氮元素的合金触媒与碳源石墨材料对合成金刚石过程及其晶体性质所产生的影响;对硼、氮晶体中的存在形式及特征进行了分析;探索了含硼氮金刚石合成的机理;指出了提高合成金刚石的质量、性质、技术应用效果及开发新品种的重要途径     

添加剂铜对铁基触媒合成金刚石的影响

以铁、镍单质金属粉和适量的电解铜粉为原料,采用粉末冶金方法制备规格为φ15×0.5 mm的片状铁基触媒,在六面顶压机上高温高压合成金刚石单晶.通过分析金刚石的产量、形貌、粒度与晶形分布、静压强度、冲击韧性、磁化率以及热稳定性等,探讨添加剂铜对铁基触媒合成金刚石的影响.实验发现,在铁基触媒中添加适量的铜粉可以有效地控制金刚石的成核数量和生长速率,使得粒度增粗,晶体完整度增加,杂质与包裹体的数量减少,纯净度提高.相应的,金刚石的主要性能指标均高于普通金刚石,超过SMD25锯片级金刚石性能要求.     

采用粉末冶金铁基触媒合成金刚石的工艺初探

采用粉末冶金方法制备的新型铁基触媒在六面顶压机上进行人工合成金刚石实验，提出了与新型铁基触媒相配套的金刚石合成工艺参数。     

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。     

高性能掺硼金刚石电极的研究进展

常规的2D-BDD平板电极反应活性面积小，降解效率低，难以实现污水的高效化处理。为了提高污水处理时的降解效率，通常期望BDD电极具有高的比表面积来提高反应活性面积，以及具有特殊的表面结构来提高氧化催化能力。然而，这样的BDD存在制备工艺复杂、设备昂贵等缺点。因此，聚焦于BDD电极的制备方法，对比不同制备方法的优缺点，探讨BDD电极在污水处理中的工业化应用前景。      

High temperature tribology of heavily boron doped diamond films against steel

Despite the fact that Fe, Co, and Ni catalyze the phase transition of diamond into graphite, the question of the applicability of diamond as a functional coating of a metal-cutting tool is still open. For this reason, our work contains investigation of wear and friction of heavily boron doped diamond films against steel at elevated temperature, as well as influence of boron concentration on diamond film oxidation resistance. The obtained data indicated that minimum CoF value is achieved in the temperature range within 570–670 °C and strongly depends on boron concentration in coating (CoF decreases with increasing of boron concentration). Wear rate has the same dependence as the CoF, whereas oxidation resistance decreases with increasing of boron concentration. Besides, the presented results are first obtained for boron doped diamond films synthesized under high B/C ratio conditions (of up to 333 ppb).     

针对铁基触媒的金刚石提纯工艺研究

采用片状粉末冶金铁基触媒合成金刚石,金属包覆膜的脆性极大,打开合成压块之后,金刚石颗粒会裸露在断面上;同时由于铁基触媒磁性较大,存磁场作用下易于分离;从而为采用机械及物理方法提纯金刚石提供了可能。针对上述特点,提出了一种针对铁基触媒的机械式提纯金刚石的新方法。试验证明,这种新方法工艺简单,易于操作,成本低廉,金刚石提纯效率较高,损失较少。同时也为推广应用粉末冶金铁基触媒和逐步解决金刚石行业因电化学或化学方法提纯带来的环境污染问题提出了新的技术思路。     

铁基触媒合成含硼金刚石单晶颗粒的电阻-温度特性

以铁基合金掺入硼铁粉为触媒剂,石墨为碳源,在高温高压条件下合成含硼金刚石。光学显微镜和Raman散射仪观察了金刚石的表面形貌与晶体结构。用自制的电阻-温度测量仪对金刚石进行电阻．温度曲线进行测量,结果表明,随着温度升高,电阻逐渐降低,证明该金刚石具有负的电阻温度系数;继续升温,金刚石内的杂质发生电离,当杂质全部电离时,金刚石处于半导体的饱和区;温度进一步升高,金刚石进入本征电离区。     

硼及其协同掺杂金刚石薄膜的研究

在金刚石中掺入杂质元素会在保留其原有优良性能的基础上获得其他性能,如掺入硼元素可以使金刚石成为P型半导体;协同掺杂其他元素可以改善金刚石的电学性能、催化活性等,甚至可以改变硼掺杂金刚石薄膜的导电机制。本文详细介绍了硼及其协同掺杂金刚石薄膜的制备方法、结构特点以及微观形貌,综述了影响其性能的因素及改性方法。      

硼及其协同掺杂金刚石块体的研究进展

掺入硼等杂质元素可以使金刚石获得半导体特性,利用高温高压法可以制备出性能优良的金刚石半导体材料。本文介绍了硼及其协同掺杂金刚石块体材料的研究现状,综述了掺杂对金刚石的形貌、结构及性能的影响,阐明了制备过程中影响掺杂金刚石质量的因素,展望了硼及其协同掺杂金刚石块体材料的应用前景。