Ib型宝石级金刚石单晶的多晶种合成

高温高压下温度梯度法合成宝石级金刚石时,合成周期较长。单晶种合成效率低下,通过多晶种法可以直接有效地提高合成效率,因此文章对多晶种生长宝石级金刚石进行了研究,在高温高压条件下成功实现了多颗粒2-3mm级金刚石单晶的合成,优质单晶的平均增重速度最快可达1．88mg／h。     

优质Ⅱb型宝石级金刚石大单晶的高温高压合成

实验在国产六面顶压机上利用温度梯度法合成优质Ⅱb型宝石级金刚石.研究发现在约5.5GPa和约1300℃的条件下,添加剂硼的加入使合成Ⅱb型金刚石的形貌较Ⅱa型宝石级金刚石有较大不同,文章分析了产生该现象的原因;实验还发现随着硼添加量的增加,所合成Ⅱb型宝石级金刚石的颜色由浅变深.结果实验获得了尺寸达4mm的优质Ⅱb型宝石级金刚石大单晶.     

Ib型宝石级金刚石单晶的多晶种合成

高温高压下温度梯度法合成宝石级金刚石时,合成周期较长。单晶种合成效率低下,通过多晶种法可以直接有效地提高合成效率,因此文章对多晶种生长宝石级金刚石进行了研究,在高温高压条件下成功实现了多颗粒2-3mm级金刚石单晶的合成,优质单晶的平均增重速度最快可达1．88mg／h。     

FeNi-C-FeS体系金刚石中氮含量的研究

利用高温高压温度梯度法,在FeNi-C-FeS体系中进行了宝石级金刚石大单晶的合成研究,重点考察了FeS含量对金刚石中氮含量的影响。结果发现体系中随着掺杂FeS含量的增加,晶体品质会遭到一定程度的破坏,尤其是{100}生长区域。对晶体中氮含量而言,当掺杂FeS的量由0增加至1.25%时,{111}生长区域的氮含量与纯FeNi-C体系相比几乎没有发生变化,而{100}生长区域的氮含量却发生较大变化,远远低于纯FeNi-C体系中{100}生长区域的氮含量。这说明掺杂FeS更易对晶体的{100}生长区域产生影响,或者说S元素更容易进入{100}生长区域,这样S原子与N原子之间产生竞争,使氮原子进入金刚石的几率减少,导致{100}生长区域的氮含量急剧下降。     

高温高压处理Ib型金刚石的颜色变化研究

以国产六面顶压机对人工合成的Ib型金刚石大单晶进行高温高压退火处理,使用傅里叶变换红外光度计、光谱辐射度计对实验前后的样品进行分析。实验发现:在高温高压退火条件下,伴随着金刚石中孤立氮原子的聚合,最初的Ib型金刚石单晶经历了颜色先加深再褪去的变化过程,直至变成接近无色的Ia型金刚石单晶。      

Co4Sb12-xSex的高温高压合成及电学输运性能研究

利用高压(2～5GPa)固相反应法合成了单相的方钴矿多晶体化合物Co4Sb12-xSex(0≤x≤1.2).室温下对其电阻率(ρ),Seebeck系数(S)以及微观形貌(SEM)进行了测试分析.结果表明,高压固相反应法合成的样品Co4Sb12-xSex具有细小的晶粒和大量的晶界,晶粒直径处于微纳米级.样品的Seebeck系数绝对值随Se置换浓度(x)而增大,电阻率随Se置换浓度x的升高而显著增大.在合成压强为4.25GPa时,样品Co4Sb10.8Se1.2具有绝对值最大的Seebeck系数501.59μV/K,Co4Sb11.9Se0.1获得最大的功率因子值为3.77μW/cm·K2.     

碳素扩散场对塔状晶体合成的影响

高温高压温度梯度法生长宝石级金刚石时,碳素的扩散场会对晶体品质产生很大影响。不同分布的扩散场适合生长不同形貌的晶体。研究发现,图1的碳素扩散场适合生长尺寸较大的板状晶体。合成高温塔状晶体时,若β〉0．6,合成出的绝大多数晶体内都会出现大量的包裹体。该扩散场不适合生长卢值较大的塔状晶体。通过有限元模拟,得到了该扩散场碳素浓度等值线分布图。找到了该扩散场适合板状晶体生长的原因是碳素在扩散场的分布与板状晶体的形貌要求相匹配,与塔状晶体生长的要求相违背导致的。     

Ⅰb型宝石级金刚石单晶的多晶种合成

高温高压下温度梯度法合成宝石级金刚石时,合成周期较长.单晶种合成效率低下,通过多晶种法可以直接有效地提高合成效率,因此文章对多晶种生长宝石级金刚石进行了研究,在高温高压条件下成功实现了多颗粒2～3mm级金刚石单晶的合成,优质单晶的平均增重速度最快可达1.88mg/h.     

碳素扩散场对塔状晶体合成的影响

高温高压温度梯度法生长宝石级金刚石时,碳素的扩散场会对晶体品质产生很大影响.不同分布的扩散场适合生长不同形貌的晶体.研究发现,图1的碳素扩散场适合生长尺寸较大的板状晶体.合成高温塔状晶体时,若β>0.6,合成出的绝大多数晶体内都会出现大量的包裹体.该扩散场不适合生长β值较大的塔状晶体.通过有限元模拟,得到了该扩散场碳素浓度等值线分布图.找到了该扩散场适合板状晶体生长的原因是碳素在扩散场的分布与板状晶体的形貌要求相匹配,与塔状晶体生长的要求相违背导致的.     

人造石墨与亚稳态再结晶石墨形态变化

采用人造石墨作为碳源,硼作为添加剂,NiMnCo合金作为触媒,在金刚石稳定区域内(5.4GPa,1550K)利用温度梯度法考察了析出的亚稳态再结晶石墨的形态变化情况。结果发现,高温高压下析出的亚稳态再结晶石墨的形态跟所用人造石墨碳源有明显不同,人造石墨主要以杂乱无规则的鳞片状形式存在,而析出的亚稳态再结晶石墨形态较为规则,而且随着添加剂硼的加入,形态发生明显变化。当体系中没有硼存在时,亚稳态再结晶石墨大部分具有规则的六角形状,而且呈现明显的片层状生长模式,晶体垂直立于触媒之中,{0001}面与腔体内的轴向温度梯度方向平行生长;当体系中有硼存在时,亚稳态再结晶石墨形态发生明显变化,呈半球或者圆片状,以螺旋式生长为主,{0001}面与腔体内的轴向温度梯度方向垂直。