Fe+Ni+C体系合成粗颗粒金刚石单晶的生长特征

在配备有高精密化控制系统SPD6×1670T型国产六面顶压机上,采用Fe80Ni20粉末触媒和高纯石墨开展粗颗粒金刚石单晶的生长特征研究。在粉末触媒技术合成金刚石的基础上,引入旁热式组装,以及采用优选粒度的触媒,特别是通过优化合成工艺严格地控制了合成腔体内晶体的成核量及生长速度。最终,在高温高压条件下(约5.4GPa、1435℃)成功合成出尺寸达到0.95mm(18/20目)的优质的粗颗粒金刚石单晶,分析了粗颗粒金刚石的生长特征和晶体缺陷,期待研究的结果有助于我国高品级粗颗粒金刚石的发展。     

温度梯度法合成金刚石大单晶的研究进展

介绍了金刚石大单晶的温度梯度法合成技术,详细综述了影响金刚石晶体形貌、晶体品质以及生长速度等相关因素的最新进展,简要叙述了掺杂对金刚石晶体晶形、性能的影响,最后指出了温度梯度法合成金刚石大单晶的发展方向。     

微晶石墨对Ⅱa型宝石级金刚石单晶生长的影响

将除氮剂Ti(Cu)添加到FeNiCo合金触媒中在高温高压下合成出优质Ⅱa型宝石级金刚石单晶.在压力5.4GPa、温度1600K的条件下沿{111)面合成Ⅱa型宝石级金刚石过程中伴随有黑色粉末析出.采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对该黑色石墨粉末的测试表明其为微晶石墨.随着生长时间的延长,这种微晶石墨...     

大尺寸优质金刚石单晶的生长

由于基本解决了晶种法生长金刚石大单晶的若干技术问题,在我国首次生长出尺寸达3.2mm、重40mg 的优质金刚石单晶。     

两种极限粒度的金刚石：从大尺寸单晶到纳米晶（英文）

作为具有各种极端特性的金刚石材料的两种晶态,宏观大尺寸块体单晶金刚石和微观纳米单晶金刚石均因其优异的性能,引发了研究者们的持续关注。近些年来,两类金刚石的制备方法不断得到改进,其性能改善的技术层出不穷,更多的应用领域已被开发或处于探索之中。两种尺度的单晶金刚石在性能上各有千秋,同时二者之间具有千丝万缕的联系,两种晶态对应的晶粒尺度之间可以发生可控的互相转化。可以将块体单晶金刚石的合成过程描述为纳米晶的聚集、自组装和定向附着生长,从而从纳米晶转化为英寸级大单晶形态。反之,亦可以通过表面纳米化的方法将大尺寸单晶转化为纳米晶。本文介绍了两种不同尺度单晶金刚石的制备方法、性能和应用,对块体单晶和纳米晶之间的相互转化方式进行了重点阐述,并对这两种尺度的金刚石晶体的粒度调控等研究方向进行了说明和展望。通过晶态转化和粒度调控,可以实现生长过程中对产物形貌和粒度的设计,从而制备出新的结构或功能材料,同时促进晶体生长理论的完善。     

Fe-Ni-C体系高温高压生长金刚石单晶的碳源供给

在Fe-Ni-C体系中高温高压生长金刚石单晶,通过对触媒和金属包覆膜的物相结构表征、相图分析以及热力学计算等方法探讨金刚石形核长大的碳源供给。研究发现:在金刚石形核的初期,由于石墨的不断熔入,触媒熔体会迅速形成对碳的过饱和溶液,并析出初生渗碳体。金刚石单晶合成之后触媒和金属包覆膜的组织与物相均以渗碳体为主。相图分析发现,金刚石的形核长大伴随有渗碳体的分解。热力学计算表明,在金刚石稳定生长区域,渗碳体向金刚石转变的相变自由能比石墨-金刚石的相变自由能更负。由此说明,Fe-Ni-C体系高温高压生长金刚石单晶的直接碳源并非石墨,而是渗碳体,即金刚石单晶来源于渗碳体高温高压的金刚石化而不是石墨的直接转化。     

MPCVD同质外延单晶金刚石研究进展

微波等离子体化学气相沉积法(Microwave plasma chemical vapor deposition, MPCVD)外延单晶金刚石被认为是制备大尺寸、高质量的单晶金刚石极具前景的技术手段之一。本文首先对MPCVD同质外延单晶金刚石生长机理及最新进展做了简要介绍,然后着重阐述了MPCVD法制备大尺寸、高质量单晶金刚石在籽晶筛选与预处理、基台结构设计及生长工艺探索等方面的工作,并对MPCVD高品质单晶金刚石在力学、热学、光学及电子学等领域的应用进行了介绍,对未来单晶金刚石的应用前景进行了展望。     

大尺寸掺硼宝石级金刚石单晶的高温高压合成及电学性质研究

在5.4GPa、1200～1400℃条件下,进行掺硼金刚石单晶的合成研究。成功合成出了重0.2g,径向尺寸达6.0mm的优质掺硼金刚石单晶。考察了合成体系中硼添加量对晶体透光度的影响。利用伏安特性和霍尔测试,得到了掺硼金刚石单晶常温电阻率、霍尔系数及霍尔迁移率和合成体系中硼添加量的关系。研究发现,随着合成体系中硼添加量的增加,晶体的电阻率和霍尔迁移率都呈下降趋势;霍尔系数随硼添加量的增加先下降后上升。随着硼添加量的增加:晶体常温电阻率下降,表明硼杂质已进入到金刚石晶体中。霍尔迁移率的下降,可能是晶体缺陷增多对载流子散射所致。霍尔系数先减小后增大,这可能与进入金刚石的硼元素量增大及晶体缺陷增多有关。     

硅碳产业链之金刚石产业数据库

正根据《全球及中国人造金刚石报告》的数据,中国金刚石产量2015年同比下滑10.1%至151亿克拉,2016年约下滑7.9%至139亿克拉。随着工业转型升级,中国人造金刚石市场将逐渐回暖,未来三年,中国人造单晶金刚石产量有望保持年均1%～5%的速度增长,至2020年其值达165亿克拉。出口方面,根据海关信息网的数据,2015年出口总量为22亿克拉,2016年出口量略微增长4亿克拉,至2017年出口量增长约50%至35亿克拉。中国人造金刚石主要出口印,     

粉末触媒合成金刚石体系的温度稳定性问题

就不同粉末触媒、石墨粉配比体系的金刚石单晶在高温高压条件下生长过程中,合成腔体内温度场的变化进行分析,指出合理的粉末触媒合成金刚石体系的粉末触媒及石墨粉的分布状态。