石墨粉中添加含硼化合物合成金刚石的颜色与热稳定性

为了研究不同含硼添加剂对合成金刚石的颜色和耐热性能的影响,以石墨和触媒粉末作原料,分别用碳化硼、硼酸和硼酸氨作添加剂,在高温高压下合成出含硼金刚石。在相同的合成工艺条件下,当反应体系中的含硼量接近时,不同的添加剂合成的金刚石颜色差异较大。添加硼酸和硼酸氨的溶液时,易于合成出黄色透明的金刚石。采用动态空气流条件下的热重和差示扫描量热方法对金刚石进行了热稳定分析,结果表明：用三种添加含硼化合物合成金刚石的初始氧化温度超过：830℃,最高达到990℃;在1200℃时,金刚石的失重在38％～85％之间;氧化反应放热峰在1000℃左右。     

石墨粉中添加TiN合成金刚石的颜色与热稳定性研究

为了研究在石墨粉中添加不同含量TiN对合成金刚石的颜色与热稳定性的影响,以石墨和Fe70Ni30合金粉末作原料,用TiN作添加剂,在高温高压条件下合成出金刚石.在相同合成工艺条件下,当反应体系中TiN加入量不同时,合成出的金刚石无论在颜色还是在热稳定性方面都存在较大差异.当TiN加入量接近50×10-6时,容易合成出黄色透明的金刚石.在动态空气流条件下,利用热重和差示扫描量热法对金刚石的热稳定性进行分析,结果表明:石墨粉中添加四种含量不同的TiN所合成出的金刚石,其初始氧化温度在735 ℃～819 ℃之间;1200℃时,热失重率在60%～94%之间.     

Nd掺杂Gd2Zr2O7烧绿石的高温高压制备及其物相结构表征

为探索Gd2Zr2O7烧绿石在高温高压合成条件下的相选择、相转变及其对三价锕系核素模拟物Nd固溶度的影响,本实验采用高温高压固相反应法在合成压力为3～4GPa、合成温度为1573～1673K范围内合成了系列样品,并利用X射线衍射仪、扫描电镜对样品进行了分析。XRD结果表明:所有样品均获得了烧绿石(Gd,Nd)2Zr2O7与萤石Zr2(Gd,Nd)2O7共存相,未生成单一的立方烧绿石相,其原因可能是合成时间过短和压力诱导相变所致;模拟核素Nd在极短合成时间内全部固溶进入烧绿石和萤石相中,说明采用高温高压法可加快锕系核素在陶瓷基材中的固溶;Nd掺杂导致所有样品中P和F相的晶格常数均发生不同程度膨胀,且其值随合成温度的升高而增大,随合成压力的增加而减小;SEM结果显示在高温高压合成条件下,样品微观组织较一般烧绿石合成方法晶粒更加细小,分布更均匀且致密性好。     

二次暂停分段加压金刚石合成工艺探讨

分析了一次暂停分段加压工艺合成金刚石存在的不足，提出了二次暂停分段加压的金刚石合成工艺。该工艺的特点是第二次压力暂停点靠近石墨－金刚石相平衡线但已进入金刚石相，暂停时间为１５～３０ｓ，保压压力略高于第二次暂停压力，使金铡石在优晶区成核、在富晶区生长。实验证明，该工艺可以获得优质高产的金刚石。     

锆英石对模拟核素Ce~(4+)的固化能力

为研究锆英石对四价锕系核素的固化能力,利用Ce4+模拟四价锕系核素。以ZrO2、SiO2和CeO2粉体为原料设计了包容量为5%～20%(摩尔分数)的锆英石固化体配方,在1500℃下保温22h进行固化体的制备。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、红外光谱仪和激光拉曼探针对所制备固化体的物相、结构及微观形貌进行了分析。研究结果表明:在固化体中虽加入了5%～20%的CeO2,但主物相仍以锆英石物相为主,且均具有较高的结晶度,随着CeO2添加量的增加,固化体的无序程度略显增强。     

高温高压下Ni70Mn25Co5+Cu触媒对合成金刚石成核的影响

用六面顶金刚石压机研究了高温高压条件下，铜在Ni70Mn25Co5合金触媒中的扩散和形成含铜合金触媒的过程。同时，研究了这种不同含铜量的合金触媒在金刚石合成过程中对金刚石成核和生长的影响。研究发现在1670K、5．0GPa条件下，铜很容易进入Ni70Mn25Co5合金中形成NiMnCoCu合金触媒。这种含铜触媒对金刚石的成核有抑制作用，而且触媒随着铜含量的增加这种抑制作用越明显。在本研究的实验条件下，NiMnCo触媒中铜含量低于5％时，可以有效地使金刚石均匀成核并生长成大小均匀的金刚石。     

Gd_（2-x）Nd_xZr_2O_7烧绿石的高温高压快速合成

为了探索模拟三价锕系核素在Gd2Zr2O7基材中的快速固化方法,按照化学计量关系Gd 2-x Nd xZr2O7（x=0.42和x=0.86）设计配方,以Gd2O3,ZrO2和Nd2O3（Nd3＋作三价锕系核素替代物）粉体为原料,进行了高温高压合成实验。制备的样品通过X射线衍射分析和扫描电镜分析表明：在压力分别为3 GPa,3.5 GPa,4 GPa,温度为1 573 K,1 673 K条件下保温保压15 min,获得了单相烧绿石结构的Gd 2-x Nd xZr2O7致密烧结体。该方法可为锆基烧绿石陶瓷固化锕系核素提供一种快速高效的技术途径。     

地质环境中放射性锆英石的结构演变及抗γ射线辐照能力

为研究放射性核素固化介质备选矿物锆英石随地质年代演变的结构变化及抗γ射线辐照能力,以内蒙古白音宝力道花岗斑岩产出的锆英石（439.8±4.3 Ma）为研究对象,利用60Co源γ射线辐照装置对其进行γ射线辐照,借助多功能显微镜、阴极发光、背散射电子、电子探针、粉末X射线衍射、激光拉曼光谱和红外光谱等表征手段对γ射线辐照前后样品的物相、结构和微观形貌进行观察与分析,并对样品产出的地质背景和化学成分进行了研究。结果表明：内蒙古白音宝力道花岗斑岩所产出的锆英石系岩浆成因,经约4.4亿年的地质演变后,对UO2和ThO2的包容量仍为0.5798%,晶胞参数较标准样品发生了10-3nm量级的微小变化。样品经576 kGy的γ射线辐照后晶胞参数较辐照前发生了10-4nm量级的微小变化。说明锆英石在包容一定量U和Th的情况下具有较好的抗γ射线辐照能力,结构稳定。     

原料粒度对高温固相法制备锆英石粉体的影响

为研究高温固相法制备锆英石粉体所用原料的最佳粒度,以不同粒度的SiO2和ZrO2混合粉体为原料,在1500℃条件下保温4．5h进行锆英石粉体的制备。利用激光粒度分析仪对原料进行粒度分析;使用x射线衍射仅对产物进行物相与结构分析;用扫描电子显微镜观察合成样品的微观结构。研究结果表明：不同粒度的SiO2和ZrO2混合粉体在1500℃条件下保温4．5h均可制备出锆英石粉体,当d（0．5）为2．125μm时制备效果最好,所制各样品的粒度主要集中在0．2～1．5μm之间。     

立方氮化硅的研究进展

立方氮化硅作为氮化硅的第三种物相,具有比α-Si3N4、β-Si3N4高的体积模量及硬度,是继金刚石与立方氮化硼之后的第三种超硬材料.从静高压合成与动高压合成两个方面综述了立方氮化硅粉体的合成研究现状,详细阐述了立方氮化硅的晶体结构及性能,介绍了立方氮化硅块体材料的研究进展,并展望了立方氮化硅的应用及研究前景.