国家自然科学基金(50772060)
- 作品数：20 被引量：40H指数：4
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- 高温高压下Fe-Ni-C系合成金刚石的研究被引量：4
- 2007年
- 以工业纯单质铁粉和单质镍粉为主要原料，采用粉末冶金方法制备了Fe-Ni-C系反应体系，在六面顶压机上进行了金刚石合成实验。Raman光谱和X射线衍射结果表明，采用这种方法获得的粒径为200～500μm，呈六-八面体聚形的晶体为立方金刚石单晶。通过对常规力学性能的检测发现，金刚石的品位较高，超过SMD25级锯片级金刚石的要求。分析认为，高温高压下金刚石自Fe-Ni-C系形核是一个触媒不断溶解催化碳原子的过程。大量的实验结果可以证实，金刚石在Fe-Ni-C系长大所需的碳原子来自于在γ-（Fe，Ni）吸引作用下、从（Fe，Ni）。C中不断脱溶的碳。金属包覆膜在这一过程中不但起到了输送碳原子的作用，还以独特的方式促成了碳原子由sp^2π杂化态向sp^3杂化态的转变。
- 李和胜李木森
- 关键词：人造金刚石铁基触媒粉末冶金高温高压
- 金刚石单晶生长的声发射实时检测初探
- 2010年
- 采用声发射检测技术,对高温高压下人造金刚石单晶的生长过程进行了检测和分析。利用由PCI-8型声发射仪和LMD-800型铰链式六面顶压机组成的声发射检测系统,检测了金刚石单晶的生长过程。将金刚石单晶生长和不生长过程中检测到的声发射信号进行对比和频谱分析,结果表明:声发射信号与金刚石单晶生长过程存在对应关系;金刚石单晶生长对应的声发射信号是一种低频信号,可以利用声发射信号的变化规律研究金刚石单晶在高温高压条件下的原位反应机理。
- 刘磊张元培兰伟克李和胜李木森
- 关键词：金刚石单晶高温高压原位反应
- 人造含硼金刚石单晶表面形貌与生长机制研究被引量：9
- 2010年
- 本文借助Olympus光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对高温高压合成的含硼金刚石单晶表面形貌进行了分析。研究发现,含硼金刚石表面存在蚀坑、球形颗粒集团、平行台阶、花瓣状生长丘和三角形螺旋台阶等多种表面形貌。这些形貌与晶体内部的缺陷有关,硼原子的进入使金刚石晶体生长速度增加,位错增多,进而导致不同表面形貌的形成,螺旋位错生长是含硼金刚石的主要生长方式。
- 宫建红李木森王美亓永新阮立群高军
- 关键词：金刚石单晶表面形貌高温高压
- 包裹体作用下的人造金刚石单晶的破裂被引量：1
- 2008年
- 使用Diashape形貌分析系统,通过分析晶体的透光性和纯净度对人造金刚石所含包裹体的情况进行分级。选取包裹体含量中等的金刚石晶体,一部分在静压强度仪上施压致其开裂;另一部分通过高温煅烧致其开裂。使用超声波将已开裂晶体震开,通过分析断面形貌和成分,分析包裹体致金刚石晶体破裂失效的原因。试验发现,无论是受压,还是受热,金刚石的开裂面均平行于(111)晶面。包裹体与晶体的界面是应力集中的位置,也是裂纹源。晶体受压开裂是由于包裹体与晶体的弹性模量不同;而晶体受热之后的破裂失效,则是由于膨胀系数的不同所致。
- 李和胜亓永新李木森
- 关键词：人造金刚石包裹体高温高压
- 高温高压下Fe-Ni-C系中金刚石层状生长的机理探讨被引量：2
- 2008年
- 采用以单质金属粉为主要原料的粉末冶金铁基触媒在国产六面顶压机上进行金刚石合成试验。利用扫描电镜(SEM)、场发射扫描电镜(FESEM)和原子力显微镜(AFM)对金刚石/金属包覆膜界面的微观形貌进行了细致表征。结果发现,未得以充分生长的金刚石表面存在宏观的晶体缺陷和明显的层状堆叠形貌;金属包覆膜上也会存在相应的复型和典型的台阶状形貌。充分生长的金刚石单晶表面依然存有大量高十几纳米的阶梯状或锯齿状生长台阶以及明显的位错蚀坑和形状规则的螺旋状生长台阶;金属包覆膜上也发现有阶梯状生长台阶的复型。分析认为,由于高温高压下金刚石晶体在触媒熔体中生长,作为杂质的触媒原子会在金刚石晶体表面造成大量的位错,金刚石依靠位错在晶体表面造成的台阶克服了形成二维晶核所需的较高的过饱和度和能量势垒,以层状堆叠的方式完成长大,即金刚石在高温高压下的生长是一种位错机制主导的层状生长。
- 李和胜亓永新李木森
- 关键词：人造金刚石高温高压
- 高温高压下金刚石单晶生长过程的声发射动态特征
- 2010年
- 采用声发射技术对高温高压下人造金刚石单晶的生长过程进行了动态检测。结合合成压块的断口形貌,对金刚石单晶生长过程对应的主要声发射参数进行了分析。结果表明,声发射信号的能量计数、振铃计数、幅度和上升时间等特征参数能客观反映金刚石单晶在高温高压下的动态生长规律,为研究金刚石单晶的生长机制提供了重要的实验依据。
- 刘磊张元培王风陈冲李木森
- 关键词：金刚石单晶高温高压特征参数
- 基于声发射技术的金刚石单晶生长机理研究
- 2011年
- 作为一种动态无损检测技术,声发射在研究材料的变化机理和特殊性能表征等方面具有重要作用。本文采用声发射检测技术对高温高压下人造金刚石单晶的生长过程进行了检测与分析。并结合金刚石/金属包膜界面微观形貌的观察,讨论了声发射信号能量、幅度、振铃等参数的变化规律。实验结果表明,声发射信号的特征参数能客观反映金刚石单晶在高温高压下的动态生长规律,为研究金刚石单晶的生长机理提供了新的方法和重要的实验依据。
- 刘磊李木森
- 关键词：声发射技术金刚石单晶高温高压
- 基于小波变换的金刚石单晶生长声发射信号的降噪分析
- 2010年
- 依据小波变换的基本原理和方法,采用阈值降噪法对高温高压条件下金刚石单晶生长过程的声发射信号进行了小波降噪处理。结果表明:采用小波阈值降噪法能较好地消除金刚石单晶生长过程中声发射信号中的噪声,而且还保证了本身的声发射特性没有被破坏,从而可以更加准确地分析金刚石单晶的生长过程。
- 刘磊李木森
- 关键词：小波变换金刚石单晶声发射
- 高温高压触媒法金刚石生长的热力学分析被引量：6
- 2009年
- 利用热力学中经典的ΔG<0判定法,探讨了Fe基触媒合成金刚石晶体生长中的碳源问题,在计算中考虑了各物相的体积随温度和压力的变化。结果表明:在金刚石形成之前,就有大量Fe3C形成,而在触媒法合成金刚石的温度和压力范围内,Fe3CC(金刚石)+3-γFe反应自由能和石墨金刚石相变自由能均为负值,但前者比后者的绝对值更大,这说明前者更容易发生。因此,从热力学角度看,Fe3C的形成降低了石墨转变为金刚石所要越过的势垒,使用Fe基触媒合成金刚石单晶的生长来源于Fe3C的分解而不是石墨的直接转化。同时推导出在1200 K以上石墨-金刚石的平衡p-T关系:peq(GPa)=1.036+0.00236T(K),与F.P.Bundy的平衡线非常接近,证明了本热力学计算方法的可行性。
- 许斌李丽田彬范小红冯立明
- 关键词：高温高压触媒碳源热力学
- 金刚石单晶解理断裂的研究被引量：10
- 2008年
- 本文通过实验观察和理论计算研究了金刚石单晶解理断裂现象。金刚石单晶晶面上实际的价电子密度并非简单的正比于原子密度。(110)晶面上原子分布不均匀。(110)晶面BQKJB区域内原子分布较少,原子密度低于其它晶面。(111)晶面的价电子键络分布均匀,且实际发生作用的价电子密度最大。计算和分析结果表明,金刚石单晶(111)晶面的有效价电子密度为46.212 nm^(-2),明显高于(110)晶面的38.542 nm^(-2),成为有效原子密排面。当金刚石受到外力作用时,(111)面间较弱的键相对更容易断裂,因而导致沿(111)面产生解理。这与实验观察结果相吻合。
- 宿庆财孙广增宿超亓永新徐振军李木森
- 关键词：金刚石固体与分子经验电子理论
