一、人造金刚石的成核与长大（论文文献综述）
李和胜[1]（2009）在《Fe-Ni-C-B系高温高压合成含硼金刚石单晶的工艺与机理研究》文中研究表明研究发现,向金刚石中掺杂某些元素可以使金刚石获得特殊优异的性能。硼由于具有与碳接近的原子半径,易于进入金刚石晶格,含硼金刚石一直是掺杂金刚石研究的热点。已有的研究发现,含硼金刚石是一种P型半导体材料,甚至还具有超导特性;另外,含硼金刚石还具有明显优于常规金刚石的热稳定性和化学惰性。以含硼金刚石为代表的特种金刚石制备与应用将是二十一世纪人造金刚石行业发展的主要方向之一。含硼金刚石的制备对于丰富人造金刚石的品种,提高其品质,拓展其应用乃至从总体上提升我国人造金刚石行业的技术水平都有十分重要的意义。但是,目前已有的研究大多着眼于含硼金刚石薄膜,对单晶材料少有研究;而且,目前现有的合成含硼金刚石单晶的方法一般条件较为苛刻,生产成本较高,难以在工业化生产条件下获得高品位的含硼金刚石单晶。因此,如何采用较为低廉的原料和较为简便的方法合成优质的含硼金刚石单晶,并进一步对其半导体特性进行研究,便成为含硼金刚石单晶研究深化的紧迫任务。本文在粉末冶金铁基触媒相关研究的基础上,向触媒原材料中添加合理的硼源材料,制备含硼粉末冶金铁基触媒。使用制备出的触媒匹配人造金刚石专用石墨组成Fe-Ni-C-B反应体系,在高温高压下合成含硼金刚石单晶。通过对含硼触媒的成分、高温高压合成工艺和提纯工艺的优化设计,系统研究了Fe-Ni-C-B系高温高压合成含硼金刚石单晶的工艺。通过金刚石晶体结构和性能的系统表征,研究了硼对金刚石晶体结构和性能的影响。通过对高温高压下含硼金刚石单晶在Fe-Ni-C-B系中的碳源供给、形成机制以及生长机制的讨论,系统研究了含硼金刚石单晶的高温高压合成机理。本文以含硼金刚石单晶合成工艺为主线,从触媒制备、合成工艺、结构与性能表征和合成机理等几个主要方面,系统开展了含硼金刚石单晶的实验分析和理论研究工作。本文从铁基触媒原材料优选及制备工艺优化入手,为粉末冶金方法制备含硼触媒奠定了工艺基础。通过对触媒原材料质量（主要是氧含量）的严格控制,优化金属粉末配比和添加石墨粉,改进了铁基触媒的成分构成;提出了粉末轧制-烧结-冲制新的制备工艺,提高了触媒的质量和贵重金属镍的利用率。从硼源材料优选,硼源合理添加量的选择以及触媒成分多元合金化三个方面对含硼粉末冶金铁基触媒的成分进行了优化设计。首先优选出六方氮化硼作为硼源材料,并对其适宜的添加量进行了探讨。试验证明,硼源添加量应为a-2a,过量添加会影响金刚石的品位。进而以铜为例,证明在触媒成分中添加有益元素的多元合金化可以明显提高金刚石的品位。从优选石墨、改进合成压块组装结构和设计新的合成工艺三个方面对高温高压合成金刚石工艺进行了优化设计。优选出G4D石墨作为合成含硼金刚石单晶的碳源材料;借鉴粉末工艺对合成压块的组装结构进行了改进,提高了腔体内压力、温度的稳定性;以保证金刚石的优晶生长为目的设计了压力功率动态匹配合成工艺,并通过设备改造和压力标定及温度测量完成了这一新工艺设计;同时,确定出含硼金刚石单晶在Fe-Ni-C-B系中的优晶生长区:P=5.5-5.7GPa,T=1400-1500℃。利用铁基触媒及其包覆膜具有铁磁性和脆性大的特点,设计了一套单纯依靠机械方法提纯金刚石的新工艺。经试验验证,新工艺既可以有效提纯金刚石,且无污染,方法简单,机械化程度高,具有重要的推广应用价值。应用现代分析测试技术对含硼金刚石单晶的晶体结构和主要性能进行了系统表征。试验结果表明,合成的金刚石单晶受硼的影响,表面比较粗糙,{111}面较发达。Raman特征峰的偏移提供了硼进入金刚石晶格的间接证据;而红外吸收光谱则直接探测到了含硼金刚石晶体内部的B-C键。采用第一原理的模拟计算表明,硼在金刚石晶格中易于以置换原子的形式存在。由于硼原子对晶体表面碳原子的取代,有效地阻止或延缓了金刚石的氧化,使得含硼金刚石单晶具有明显优于常规金刚石的热稳定性:表面起始氧化温度提高了约170℃,氧化过程的表观活化能约为常规金刚石的3.5倍。试验结果和理论分析进一步证明,金属碳化物才是金刚石生长的直接碳源,且触媒熔体中金属碳化物的充分形成直接影响金刚石的碳源供给,并进而影响金刚石的合成效果。依据金属包覆膜物相结构系统表征的结果,借鉴Fe-Ni-C系中金刚石的合成机理,讨论了含硼金刚石在Fe-Ni-C-B系中的形成机制。试验发现,硼是以金属-碳-硼化合物的形式溶入金属包覆膜内,经金属中间相的催化反应而析出活性硼原子（团）,再向金刚石扩散,其扩散的路径、形式与碳相同。含硼金刚石单晶的形成依赖于金属-碳-硼化合物在包覆膜内层的分解。本文还依据对金刚石单晶/金属包覆膜界面微观结构表征的结果,借鉴经典的晶体生长理论,讨论了含硼金刚石单晶在Fe-Ni-C-B系中的生长机制。研究结果表明,含硼金刚石单晶在Fe-Ni-C-B系中是以层状方式长大的。这种层状生长的台阶来源前期以二维晶核为主,后期则以位错为主。自金属包覆膜中脱溶析出的层片状碳-硼原子团扩散到达金刚石单晶表面,在生长台阶前端被吸附,长成含硼金刚石单晶的一部分。随着台阶的不断扩展,新的台阶在刚长成的晶面上继续形成,含硼金刚石单晶则以层状堆叠的方式逐步生长。
李洪岩[2]（2006）在《金刚石单晶合成工艺与触媒和金属包膜的结构及高温高压热力学》文中研究表明时间、温度和压力对人造金刚石单晶的合成起着重要作用，而国内外对不同时间、不同温度和不同压力下金刚石单晶的生长情况研究较少。鉴于此，本文主要利用金相显微镜、透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、电子探针（EPMA）、拉曼光谱（Raman）和高分辨电镜（HRTEM）等现代分析和表征手段，系统研究了在不同时间、不同温度和不同压力条件下铁基和镍基合金触媒合成金刚石形成的金属包膜以及合成后触媒的组织结构和成分分布，得出了铁基和镍基触媒合成金刚石单晶的相对优化工艺参数组合，分析了金刚石单晶的合成机理。在此基础上，结合高温高压热力学的初步计算确认了人造金刚石单晶转变的碳源相，并从热力学角度探讨了金刚石单晶生长的“V”区域。 对采用不同工艺参数的合成块的金相分析表明：在使用两种触媒合成金刚石的过程中，成核时间均在终态压力P3保压1min～2min时；铁基触媒合成金刚石单晶的相对优化工艺参数为t=12min，T=1623K，P3=5.3GPa左右，而镍基触媒合成金刚石单晶的相对优化工艺参数为t=13min，T=1643K，P3=5.5GPa左右。 对合成后的铁基和镍基触媒及其形成的金属包膜组织的对比研究表明：合成后的铁基触媒和包膜的金相组织由初生渗碳体和共晶莱氏体组织组成；合成后的镍基触媒的金相组织由球状和树枝状的γ固溶体与球状和板条状再结晶石墨组成，包膜则由γ固溶体和蠕虫状石墨组成。 对铁基金属包膜和镍基金属包膜的EPMA面扫描表明：在铁基金属包膜内铁元素的偏聚并不明显，但是镍元素在树枝状共晶组织内明显偏聚。在镍基金属包膜内钴元素基本呈均匀分布，但镍和锰元素明显发生了成分偏聚，包膜的中间偏内层出现高锰低镍现象，且不连续变化，这说明锰元素在镍基触媒合成金刚石单晶中起着重要作用。 金相、TEM观察和Raman分析证实，使用铁基含硼触媒合成的含硼金刚石仍在石墨与触媒的界面上生长，一般也呈六一八面体结构，但是晶
宫建红[3]（2006）在《含硼金刚石单晶的微观结构、性能与合成机理的研究》文中认为含硼金刚石（即Ⅱb型金刚石）是一类特殊的金刚石，在抗氧化性、耐热性和化学惰性方面都优于普通金刚石。尤其是电学性能方面，含硼金刚石具有优良的半导体性能，可以在更高温度和恶劣环境下正常工作，是一种有发展前途的高温、大功率半导体材料。随着现代化工业的飞速发展，含硼金刚石在各个行业都显示出巨大的应用前景，因此受到金刚石生产者和使用者的广泛关注。我国虽然已进入人造金刚石大国之列，但是国内的金刚石主要以中、低档次的磨料级产品为主，与国际上处于垄断地位的美国G．E．公司、南非DeBeers公司和德国Winter公司等企业的先进技术水平相比还有很大差距。因此，研究开发新型的优质金刚石单晶具有重要的现实意义。 本文以粉末冶金铁基金刚石催化剂为基础，以硼铁粉作为供硼剂，制备了用于合成含硼金刚石单晶的新型铁基含硼片状催化剂，以石墨为碳源，在高温高压条件下合成了两种含硼量不同的金刚石单晶。利用金刚石形貌测量系统（Diashape）、扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、透射电镜（TEM）、拉曼光谱（Raman），红外光谱（IR）、X射线衍射仪（XRD）和场发射扫描电子显微镜（FESEM）等表征方法，对普通金刚石、含硼金刚石及含硼金刚石表面金属包膜的表面形貌和结构进行了系统的检测和分析；用静压强度仪、冲击韧性测量仪、差热分析仪（DSC）和自制的电阻—温度测量系统对含硼金刚石和普通金刚石的性能参数进行了比较和分析，结合余氏理论和程氏理论对金刚石与碳化物的电子结构和界面电子密度进行了计算分析，并用计算的结果结合相关的实验数据探讨了金刚石的形核与长大方式。 含硼金刚石的颜色因触媒中硼含量的不同而呈灰黑色或不透明的黑色，触媒中硼含量越高金刚石颜色越深，晶形主要以八面体居多。EPMA研究表明，金刚石表面硼元素的浓度随着触媒中硼含量的增加而增加：研究还表明同一类型金刚石的（111）晶面上硼元素浓度高于（100）晶面。XRD的实验结果表明金刚石中硼浓度越高，（111）晶面越发达。
赵文东[4]（2010）在《铁基粉末触媒合成金刚石作用机理的研究》文中研究表明人造金刚石作为天然金刚石的替代品,是一种用途广泛的极限性功能材料,其应用遍布工业、科技和国防等领域。因此,加强合成原材料和合成技术的研究,优化和改进现有的粉末触媒配方,开发低成本触媒,制备专门用途的人造金刚石磨料,极具战略意义。本文以铁基触媒配方研究为基础,深入研究了不同触媒成分、不同触媒与石墨配比对合成金刚石的影响规律,探讨了触媒在合成金刚石过程中的作用机理。并在此基础上设计出适合合成团粒结构金刚石（CSD）的新型低成本触媒配方,为此开展了以下研究：1)对Fe、Ni不同配比粉末触媒进行了合成金刚石实验,结果表明,随着触媒中Fe含量的增加,合成金刚石的最低条件和最佳条件均有所提高,金刚石生长V形区向右上方移动；金刚石的粒度峰值变粗,混合单产、静压强度、冲击韧性均有所降低；通过对触媒和石墨不同配比进行的金刚石合成实验表明；增加触媒用量可以提高合成金刚石单产。在综合考虑原材料成本、金刚石产量、质量等因素基础上,优化选择出Fe-30%Ni触媒、且与石墨配比为3：7的成分配比。并建立了触媒成分设计的基本原则。2)深入研究了在FeNi30中添加微量稀土元素对合成金刚石的影响,结果表明,稀土元素可有效降低触媒中结合氧含量,提高了粉末触媒的纯净度,在合成金刚石中对提高混合单产、增加粗颗粒比例、提高单粒度TI、TTI值,增加静压强度,降低磁化率值等都有不同程度的作用；通过优化实验,获得最佳稀土添加量为0.4%。3)根据触媒成分设计的基本原则,设计了不同成分的FeMn基触媒,并通过合成金刚石实验深入研究不同添加元素及含量对合成金刚石的影响规律,结果表明：单独使用FeMn触媒合成金刚石,在5.4～5.6GPa、1450～1600℃才能合成出金刚石,比FeNi触媒的合成条件高,且金刚石粒度较细,晶型较差；在FeMn触媒中加入5%的Ni或Co,合成压力、温度有所降低；添加稀土元素有助于金刚石晶形的改进；Ni含量保持15%不变,Mn含量由15%、20%、25%变化,金刚石的形核量逐渐增多,粒度变细,金刚石由灰绿色变成黑色,晶形变得不规则,Mn含量为25%时得到了团粒结构金刚石；Ni、Mn含量不变, Co含量增加,金刚石粒度变粗,晶形变好,混合单产增加,黑颜色金刚石变少,晶体透明度提高。4)针对市场对CSD金刚石不断增长的需求,利用FeMn基触媒的成本优势,开发出适合合成CSD金刚石的FeMn25Ni15触媒,并对合成工艺进行了深入研究,结果表明,采用新型FeMn触媒合成的CSD金刚石,性能指标达到使用要求,而成本显着低于目前使用的Ni70Mn30触媒。5)利用EDS能谱分析研究了金属包膜在金刚石合成过程中的作用,发现金属包膜在金刚石生长过程中起到向晶核输送碳源和向外排除杂质的作用,金属包膜破裂后,金刚石停止生长；对金属包膜的物相分析进一步表明室温下金属包膜的物相主要为Fe3C、（Fe,Ni）23C6以及γ-（Fe, Ni）,石墨占的比例很少。因此,可以认为金刚石形核长大过程中存在着触媒粒子的熔聚现象。6)初步探讨了金刚石单晶生长所需碳的来源问题,利用现有热力学数据分析表明,金属包膜中金属碳化物（Fe3C）的分解降低了石墨转变为金刚石所要越过的势垒,因而更有利于形成金刚石；但是从Fe-C相图Fe3C的形成条件及Fe3C中碳转化成金刚石的数量等因素分析表明,在高温高压下Fe3C存在的可能性很小,用其作为金刚石合成的碳源在理论和实际应用中都缺乏依据。由于现有实验条件所限,金刚石转化碳源问题还需要进一步研究。
高峰[5]（2008）在《高品级超细颗粒金刚石的高温高压合成》文中研究说明本文以金刚石高温高压合成的溶剂理论为指导,在国产六面顶高温高压设备上,采用粉末触媒技术,系统地研究了高品级超细颗粒（400目以细）金刚石单晶的合成工艺和方法。系统地研究了触媒粒度对合成金刚石粒度的影响,得到了触媒粒度与合成金刚石粒度之间的规律。发展了一种特殊的合成工艺（高压成核,低压生长）,合成出了晶形完整的超细颗粒金刚石单晶,并提出了“自我整形生长机制”。研究了Zn添加剂对合成金刚石的影响。实验发现,添加剂Zn可有效抑制金刚石中Fe3C的生成,并能有效控制金刚石的生长速度。利用热氧化法实现了超细颗粒金刚石单晶的提纯。研究了金刚石粒度与晶形之间的关系,结果表明,当晶体粒度达到10μm左右时晶体才开始出现完整晶形。最后,对人工合成的超细颗粒金刚石单晶的热稳定性进行了研究,结果表明合成的超细颗粒金刚石单晶的热稳定性明显优于工业破碎料金刚石微粉。
张和民[6]（2009）在《掺硼细颗粒金刚石高温高压合成与研究》文中研究说明金刚石是超硬材料的代表性产品,具有许多优越的物理、化学性质,是一种极限功能材料。它被广泛地应用于工业、科技、国防、医疗卫生等领域,在促进工业发展方面起着举足轻重的作用。我国不是天然金刚石盛产国,因此独立地掌握高水平的金刚石合成技术是具有战略意义的。本文以合成金刚石的溶剂理论为指导,借鉴金刚石合成的一般规律,并根据国产六面顶压机的特点和铁基粉末触媒的特性,从组装设计到工艺调整均进行了科学合理的改进,找到了铁基粉末触媒合成高品级优质细颗粒（200—300目）金刚石单晶的工艺条件和方法,并在此基础上,研究了Fe80Ni20+C的体系和Fe70Ni30+C体系中添加硼粉对合成细颗粒金刚石条件的影响,考察了硼对细颗粒金刚石晶体的宏观特征（颜色、晶形和包裹体等）以及晶体表面形貌的改变。研究结果表明:随着硼添加量的增加,使得粉末触媒合成金刚石的合成温度和压力条件呈动态变化,先降低后升高,以及（100）和（111）晶面的生长区间发生改变。硼添加量较高时影响晶体生长的完整性,（100）晶面多出现圆形或椭圆形凹坑而（111）晶面多出现三角形凹坑。借助于扫描电子显微镜（SEM）观察到了金刚石表面的生长纹路,以及晶体表面形成的孔洞缺陷,并借助XRD衍射谱和拉曼光谱表征了硼对金刚石特征峰的变化。
郝天亮[7]（2006）在《热丝化学气相沉积制备超薄纳米金刚石膜研究》文中研究表明纳米金刚石膜（NDF）不但具有多晶金刚石膜优异的物理化学特性，而且由于它由纳米金刚石晶粒组成，因而容易生成表面光滑、均匀、连续的超薄膜，无须抛光处理即可用作机械和光学器件的保护膜、机械部件的抗摩擦磨损膜，用于制造纳米器件中的部件、性能优异的电化学电极和场发射器件等。因此，NDF的生长技术、生长机理及其应用是目前CVD金刚石膜研究中的热点之一。本研究工作发展了一种用热丝CVD（HFCVD）方法，在不加偏压和气源中无Ar等惰性气体的常规条件下，在较低温度（＜600℃）和较低气压（～7 Torr）下低成本生长超薄NDF的技术。HFCVD法具有设备简单、容易大面积或同时生长多片金刚石膜样品的突出优点。利用此NDF制备技术，结合本课题组已经成熟的大面积HFCVD金刚石膜生长技术，有望使NDF在工业上得到应用。本研究工作中合成NDF的HFCVD技术包括下列五个步骤：①充分的衬底表面超声波预处理；②最佳的HFCVD成核条件下成核；③原子态氢（H°）刻蚀；④优化的HFCVD生长条件下生长；⑤生长结束后退火降温。对超声波预处理的系统研究发现：超声波处理促进成核的效果强烈地依赖于金刚石粉晶粒的大小，金刚石粉平均直径（从0.5到40μm）越大则成核密度越高；用丙酮作液相介质超声波处理促进成核的效果最佳；40μm的金刚石粉与丙酮的配比为250 mg／20 ml，超声波处理1小时左右，在合适的HFCVD条件下成核，Si衬底上大小和分布均匀的金刚石晶粒密度可达1011 cm-2以上；本研究发展的超声波预处理技术简单、有效、经济，超声波预处理只轻微损伤衬底生长面，衬底另一面不受任何损伤和破坏，因而几乎不影响光学材料的光透性。CH4浓度对成核密度的影响效果在所有HFCVD成核参数中最为显着。在0.5-2.5％的范围内，CH4浓度越高则成核密度越高；1％的CH4浓度下，衬底温度在800-830℃区域时成核密度最高。较低的温度（450-600℃）下，要获得高的成核密度，则需要采用大于2％的CH4浓度；反应室气压由通常的15-30 Torr降低到7 Torr有利于成核密度的进一步提高；最佳条件下，石英玻璃和光学玻璃上获得了大于1010cm-2的成核密度，而Si片上500℃左右衬底温度下最高成核密度达1.5×1011cm-2，是迄今为止常规HFCVD法低温下所获得的最高成核密度。CH4浓度对NDF的结构和光透性影响很大。小于0.5％CH4浓度下生长，成膜后晶粒尺寸在150-200nm范围，有明显的金刚石显微晶面特征。大于1.5％CH4浓度下生长，则所成膜由直径小于100 nm、无金刚石显微晶面特征的较小晶粒组成；0.8-1％CH4浓度下，成核8分钟左右的样品具有最高平均光透射率；成核结束后的H°刻蚀对平均光透射率几乎没有影响；平均光透射率随生长时CH4浓度的增大而减小；衬底温度的高低决定了不开裂膜所能达到的厚度、膜的附着强度、生长速率和光的吸收系数的大小。650℃衬底温度下石英玻璃上生长的厚度约500 nm、无裂纹的NDF，其Vis-NIR光谱范围的光透射率都在60％以上，可满足大部分金刚石膜作为光学保护膜应用的要求。Raman谱的解谱分析表明各样品中都有代表NDF的位于1140、1200和1480cm-1的峰出现，主要的非金刚石峰为分别位于1350和1580 cm-1处的石墨峰。解谱分析给出的拟合谱与Raman测量的实验数据附合得很好。Raman谱、FE-SEM、AFM、HR-TEM、SAED、XRD和光透射谱观察和分析，证实我们采用常规的HFCVD法合成的是晶粒尺寸10-50 nm、厚度小于500nm、均匀、致密、具有较高光透射率的NDF。高的成核密度和低的生长温度（＜600℃）使光学玻璃上生长性能优良的NDF成为可能。低的衬底温度、超薄的膜厚度、合适的CVD工艺和参数及生长结束后的退火降温过程有效降低了NDF内的总应力，提高了NDF与衬底的结合强度。石英玻璃和光学玻璃上生长的NDF与衬底间具有较高的结合强度，有利于NDF作为光学器件和机械部件保护膜应用。
高洪吉[8]（2007）在《合成工艺对触媒和金属包膜的影响及金刚石/包膜界面研究》文中研究说明高温高压下人工合成金刚石是一个复杂的过程,与诸多工艺参数有关。其主要工艺参数有:合成压力、合成温度、保温和保压时间。在合成过程中,只有优选合成工艺参数,达到最佳匹配状态,才能获得优质金刚石单晶。而国内外对不同压力、不同温度和不同时间下合成金刚石单晶的研究较少,对金刚石单晶合成后触媒及金属包膜与合成工艺参数之间的内在联系及其本质规律还缺乏深入的研究和正确的认识,对金刚石/金属包膜界面研究也较少。鉴于此,本文主要利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）、电子探针（EMPA）、透射电镜（TEM）和原子力显微镜（AFM）等现代分析和表征手段,系统研究了不同合成工艺下镍基和铁基触媒合成金刚石时形成的金属包膜以及合成后触媒的组织形貌、成分分布及金刚石/金属包膜界面处的形貌和相结构。探讨了触媒和金属包膜在金刚石单晶形成过程中的作用,进而探讨了高温高压金刚石单晶的合成机理。对不同合成工艺下的镍基触媒和金属包膜的研究表明,合成后触媒熔体内石墨以两种形态存在:蠕虫状石墨和球状石墨。合成压力较小时,球状石墨主要存在于触媒片的中央部分,而蠕虫状石墨主要存在于靠近石墨片的触媒片两侧。随着合成压力的增大,合成时间的增长,触媒熔体中球状石墨增多,蠕虫状石墨减少,球状石墨“吞噬”了周围的蠕虫状石墨而再结晶长大。当合成压力和合成温度合适时,只要达到一定时间（9min）后,镍基金属包膜中基本无蠕虫状石墨,而且包膜中间都存在网状突起物,包膜中存在明显的碳、镍和锰的成分起伏。而合成压力不合适时包膜中存在大量蠕虫状石墨,包膜中间无网状突起物,镍和锰元素基本呈均匀分布,而且合成时间对金属包膜组织形貌的影响不明显。该网状突起物为溶入了锰、钴和碳的镍基γ固溶体,只是由于其中镍、锰、钴和碳含量的不同而引起该固溶体与基体形貌存在差异。该固溶体是高温高压合成过程中促使碳转变为金刚石的催化相。对不同合成工艺下的铁基触媒和金属包膜的研究表明,合成后铁基触媒由Fe3C、（Fe,Ni）23C6、γ-（Fe,Ni）以及石墨四个相组成。而触媒中初生Fe3C的形貌主要有两种:板条状和不规则团絮状。在金刚石合成效果好的试样中触媒组织中初生Fe3C是规则的条状,合成效果差的试样中触媒组织中的初生Fe3C分布杂乱而琐碎,而且有团絮状Fe3C出现。随着合成条件的不同,Fe3C表现出不同的生长行为,发生“小平面生长-非小平面生长”转变。随高温高压合成时间的增加,铁基金属包膜内条状Fe3C组织越来越少,金刚石生长好时,SEM下包膜内侧很少有条状Fe3C组织。这说明金刚石生长时间越长,一部分近程有序的Fe3C分解出具有类金刚石结构的碳原子集团,消耗了部分Fe3C,支持了“Fe3C分解出来的碳原子提供了金刚石生长所需要的碳原子”这一结论。TEM分析表明,金刚石单晶/镍基金属包膜界面包膜一侧由六方结构的Ni3C单晶、纳米级金刚石颗粒、γ-（Ni, Mn）固溶体以及Mn23C6组成,没有发现石墨结构的痕迹。金刚石单晶/铁基金属包膜界面包膜一侧由Fe3C,γ-（Fe,Ni）及纳米级颗粒（Fe,Ni）23C6组成,在金刚石单晶/包膜界面并没有发现石墨、无定形碳结构。这说明用镍基和铁基触媒合成金刚石时,金刚石的生长可能不是源于石墨结构的直接转变,而是来自于金刚石/金属包膜界面处碳化物的分解。AFM分析表明,镍基和铁基触媒合成金刚石时,金刚石单晶的（100）晶面为粗糙的颗粒状表面,其中有纳米级颗粒;而（111）晶面呈现出有台阶的平直表面。金属包膜表面形貌与所对应的金刚石晶面形貌相近,但它们并不互为负形,这并不是由简单的凝固关系产生的。高温高压下,当金刚石/包膜熔体界面层产生组分过冷时,金刚石晶面形貌与金刚石/包膜界面至包膜熔体的温度梯度有关。温度梯度越小,晶体生长速度越快,越易形成粗糙表面;否则,易形成平直表面。用镍基和铁基触媒合成金刚石时,本文支持了“金刚石单晶生长来自碳化物或中间络合物分解”这一论述,提供了有利的实验和理论分析证据,完善了高温高压金刚石合成机理。
刘万强[9]（2008）在《柱状工业金刚石的高温高压合成与表征》文中研究指明柱状金刚石晶体由于形状特殊,所以在作为工具的实际使用过程中可以抑制“晶体脱粒”现象,减少金刚石晶体的无谓消耗;因此在本文中我们首先合成出来柱状晶体,并对其生长特性进行了研究。本文首先使用Fe基触媒(Fe70Ni30,Fe80Ni20,Fe90Ni10)和Ni基触媒(Ni70Mn25Co5)添加我们实验室自行研发的触媒A进行实验,首次批量化合成出来与传统金刚石晶体形状不同的柱状晶体,发现温度不同,合成的晶体里柱晶的转化率,柱晶长径比,晶体颜色的深浅度也不同。其次研究了主触媒M,添加剂A,石墨粉G三种原材料由于混料方式不同,合成出来的柱状金刚石晶体也有所不同。再次研究了由于生长时间的不同,A添加量的不同,主触媒粒度的不同对合成出来柱晶长径比的影响,与此同时研究了A添加量的不同对柱晶转化率的影响。最后借助于扫描电子显微镜（SEM）对柱晶的表面形貌进行了研究。
张壮飞[10]（2013）在《高温高压合成金刚石用新型铁基触媒材料的研究》文中研究指明金刚石作为一种优异的极限功能材料，广泛应用于工业、科技、航空、航天、国防等诸多领域。目前，虽然我国占据着金刚石主生产国的地位，但是我国金刚石产品主要以低档的磨料级金刚石为主，高品级、粗粒度、特种金刚石一直是我国金刚石产业的薄弱环节。究其主要原因在于我国合成金刚石用触媒材料的研究较为薄弱，依旧以传统铁基触媒为主。本论文以溶剂理论为基础，采用膜生长法，通过在传统铁（镍）基触媒体系中添加金属、非金属元素，开发出新型铁基触媒体系，填补国内空白。论文主要内容如下：1.通过旁热式组装以及合成工艺的改进，并通过对传压、保温、绝缘介质进一步选取和优化，使金刚石晶体具有稳定的生长环境，使用传统铁基触媒合成出优质金刚石单晶。2.我们通过在传统铁基触媒中加入低熔点金属铝，开发出了新型铁铝基触媒材料并详细考察了其触媒性能以及合成金刚石的生长特性。3.我们系统研究了氮元素对铁基触媒催化性能的影响，及其合成金刚石的生长特性，设计出可合成高氮含量金刚石的新型铁基触媒材料。4.我们利用传统铁基粉末触媒，添加不同比例的含氢化合物氢化钛（TiH2）我们研究了氢元素对铁基触媒催化性能的影响及其合成金刚石的生长特征。
二、人造金刚石的成核与长大（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、人造金刚石的成核与长大（论文提纲范文）
（1）Fe-Ni-C-B系高温高压合成含硼金刚石单晶的工艺与机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 本文主要创新点 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 人造金刚石的发展概况 |
| 1.2.1 人造金刚石的合成方法 |
| 1.2.2 人造金刚石的合成设备 |
| 1.2.3 人造金刚石的合成机理 |
| 1.2.4 人造金刚石用触媒 |
| 1.2.5 人造金刚石的高温高压合成工艺 |
| 1.3 含硼金刚石的研究进展 |
| 1.3.1 含硼金刚石的结构 |
| 1.3.2 含硼金刚石的合成 |
| 1.3.3 含硼金刚石的性能 |
| 1.4 选题的意义和主要研究内容 |
| 1.4.1 选题的目的和意义 |
| 1.4.2 论文的主要研究内容 |
| 第2章 试验材料和方法 |
| 2.1 触媒的原材料及其质量控制 |
| 2.1.1 触媒的主要原材料 |
| 2.1.2 触媒原材料的质量控制 |
| 2.2 金刚石合成所需辅助材料及设备 |
| 2.2.1 金刚石合成的辅助材料 |
| 2.2.2 金刚石合成设备 |
| 2.3 表征金刚石结构与性能的方法 |
| 2.3.1 金刚石的常规检测 |
| 2.3.2 金刚石的机械性能 |
| 2.3.3 金刚石的形貌观察与品质分析 |
| 2.3.4 金刚石的热稳定性 |
| 2.3.5 金刚石的晶体结构 |
| 2.3.6 金刚石及相关物相的微观形貌与结构分析 |
| 2.3.7 金刚石及相关物相的成分分析 |
| 第3章 粉末冶金铁基触媒原材料优选与制备工艺优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 粉末冶金铁基触媒原材料的优选 |
| 3.2.1 单质铁粉 |
| 3.2.2 单质镍粉 |
| 3.2.3 石墨粉 |
| 3.3 粉末冶金铁基触媒制备工艺的优化 |
| 3.3.1 粉末退火和混合工艺 |
| 3.3.2 粉末冷成形工艺 |
| 3.3.3 片状触媒的烧结工艺 |
| 3.3.4 触媒制备工艺优化 |
| 3.4 片状粉末冶金铁基触媒的检测 |
| 3.4.1 片状铁基触媒 |
| 3.4.2 铁基触媒的金相组织 |
| 3.4.3 铁基触媒的物相 |
| 3.4.4 触媒氧含量在加工过程中的变化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 含硼粉末冶金铁基触媒的成分设计 |
| 4.1 硼源的优选 |
| 4.1.1 硼源材料的泛选 |
| 4.1.2 硼源材料的精选 |
| 4.1.3 小结 |
| 4.2 硼源合理添加量的探讨 |
| 4.2.1 金刚石的生长条件 |
| 4.2.2 金刚石的合成效果 |
| 4.2.3 小结 |
| 4.3 触媒成分的多元合金化 |
| 4.3.1 原材料的检测 |
| 4.3.2 触媒成品的检测 |
| 4.3.3 金刚石的生长条件 |
| 4.3.4 金刚石的合成效果 |
| 4.3.5 小结 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 含硼金刚石单晶的高温高压合成 |
| 5.1 合成含硼金刚石用石墨的优选 |
| 5.1.1 石墨的种类 |
| 5.1.2 石墨的性能 |
| 5.1.3 不同石墨合成金刚石的对比试验 |
| 5.1.4 小结 |
| 5.2 合成压块的组装 |
| 5.2.1 传压介质的选择 |
| 5.2.2 合成压块的组装 |
| 5.2.3 触媒与碳片厚度比的确定 |
| 5.2.4 小结 |
| 5.3 压力功率动态匹配合成工艺 |
| 5.3.1 理论依据 |
| 5.3.2 工艺设计 |
| 5.3.3 六面顶压机的改造 |
| 5.3.4 含硼金刚石相对优化生长区间的确定 |
| 5.3.5 试验验证 |
| 5.3.6 小结 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 含硼金刚石单晶的机械式提纯工艺 |
| 6.1 传统的金刚石提纯工艺 |
| 6.1.1 传统金刚石提纯工艺简介 |
| 6.1.2 除触媒 |
| 6.1.3 除石墨 |
| 6.1.4 除叶蜡石 |
| 6.1.5 小结 |
| 6.2 含硼金刚石的机械式提纯工艺 |
| 6.2.1 含硼粉末冶金铁基触媒合成压块的特点 |
| 6.2.2 提纯工艺设计 |
| 6.2.3 提纯工艺流程 |
| 6.3 试验验证 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 含硼金刚石单晶的结构与性能表征 |
| 7.1 晶体形貌 |
| 7.1.1 晶体形貌的体视观察 |
| 7.1.2 晶体形貌的显微观察 |
| 7.1.3 晶体形貌的定量分析 |
| 7.2 晶体结构 |
| 7.2.1 X射线衍射分析 |
| 7.2.2 Raman光谱分析 |
| 7.2.3 IR光谱分析 |
| 7.3 含硼金刚石晶体结构的模拟计算 |
| 7.3.1 引言 |
| 7.3.2 计算方法 |
| 7.3.3 计算结果 |
| 7.4 热稳定性 |
| 7.4.1 温度对机械性能的影响 |
| 7.4.2 综合热分析 |
| 7.5 硼含量的间接测量 |
| 7.5.1 硼含量的间接测量方法 |
| 7.5.2 硼含量的间接测量结果 |
| 7.6 本章小结 |
| 第8章 含硼金刚石单晶的高温高压合成机理 |
| 8.1 引言 |
| 8.1.1 金刚石合成机理简介 |
| 8.1.2 Fe-Ni-C系高温高压合成金刚石的机理研究 |
| 8.1.3 研究含硼金刚石合成机理的思路 |
| 8.2 含硼金刚石在Fe-Ni-C-B系中生长的碳源 |
| 8.2.1 引言 |
| 8.2.2 碳源的相图分析 |
| 8.2.3 对应不同合成效果的触媒组织与物相分析 |
| 8.2.4 小结 |
| 8.3 含硼金刚石在Fe-Ni-C-B系中的形成机制 |
| 8.3.1 含硼金属包覆膜的金相组织 |
| 8.3.2 含硼金属包覆膜的物相结构 |
| 8.3.3 含硼金属包覆膜的成分分析 |
| 8.3.4 小结 |
| 8.4 含硼金刚石在Fe-Ni-C-B系中的生长机制 |
| 8.4.1 引言 |
| 8.4.2 金刚石单晶/金属包覆膜界面的SEM观察 |
| 8.4.3 金刚石单晶/金属包覆膜界面的FESEM观察 |
| 8.4.4 金刚石单晶/金属包覆膜界面的AFM观察 |
| 8.4.5 金刚石单晶的TEM观察 |
| 8.4.6 小结 |
| 8.5 本章小结 |
| 第9章 结论与展望 |
| 9.1 结论 |
| 9.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间的科研情况 |
| 攻读博士学位期间专利申请情况 |
| 攻读博士学位期间获奖情况 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）金刚石单晶合成工艺与触媒和金属包膜的结构及高温高压热力学（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| §1.1 人造金刚石合成的历史、现状及主要方法 |
| 1.1.1 人造金刚石合成的历史、现状 |
| 1.1.2 人造金刚石合成的主要方法 |
| §1.2 高温高压合成金刚石机理的研究概况 |
| 1.2.1 碳的压力—温度相图 |
| 1.2.2 石墨转变为金刚石的基本原理 |
| 1.3.3 高温高压金刚石的合成机理 |
| §1.3 触媒及金属包膜的研究概况 |
| 1.3.1 人工合成金刚石所用触媒的研究现状 |
| 1.3.2 金属包膜研究现状 |
| §1.4 影响金刚石合成的主要工艺因素 |
| 1.4.1 合成时间 |
| 1.4.2 合成温度 |
| 1.4.3 合成压力 |
| 1.4.4 终态合成功率 |
| §1.5 石墨—金刚石相变的热力学研究 |
| 1.5.1 人造金刚石的热力学研究概述 |
| 1.5.2 石墨直接转变为金刚石的热力学研究 |
| 1.5.3 对金刚石结晶“V”形区的认识 |
| §1.6 研究内容和目标、拟解决的关键问题 |
| 1.6.1 本文的主要研究内容 |
| 1.6.2 拟解决的关键问题 |
| 第2章 试验材料和方法 |
| §2.1 触媒制备及原材料 |
| 2.1.1 粉末冶金铁基触媒及其制备 |
| 2.1.2 镍基触媒及其制备 |
| 2.1.3 石墨片 |
| 2.1.4 叶腊石 |
| §2.2 高温高压合成金刚石试验 |
| 2.2.1 合成前触媒片与石墨片的装配 |
| 2.2.2 高温高压合成试验 |
| 2.2.3 金刚石的提纯 |
| §2.3 触媒与金属包膜的组织结构和成分分析 |
| 2.3.1 合成后触媒与金属包膜的金相分析 |
| 2.3.2 合成后触媒与金属包膜的SEM分析 |
| 2.3.3 合成后触媒与金属包膜的XRD分析 |
| 2.3.4 合成后触媒与金属包膜的TEM分析 |
| 2.3.5 金属包膜的EPMA分析 |
| 2.3.6 铁基金属包膜的HRTEM分析 |
| 2.3.7 铁基含硼金属包膜的Raman光谱分析 |
| §2.4 高温高压热力学计算方法 |
| 第3章 不同工艺合成后的铁基触媒和金属包膜的组织 |
| §3.1 合成的不同时期铁基触媒和金属包膜的组织 |
| 3.1.1 不同时间合成后触媒与金属包膜的金相组织分析 |
| 3.1.2 不同合成时间金刚石合成效果与相应触媒组织的对比 |
| §3.2 不同温度合成后的铁基触媒和金属包膜的组织 |
| 3.2.1 实验结果分析 |
| §3.3 不同压力合成后的铁基触媒和金属包膜的组织 |
| 3.3.1 实验结果分析 |
| §3.4 铁基触媒和金属包膜的组织形貌和结构分析 |
| 3.4.1 铁基触媒金属包膜的SEM组织 |
| 3.4.2 合成后的铁基触媒和金属包膜的XRD分析 |
| 3.4.3 合成后的铁基触媒和金属包膜的TEM分析 |
| 3.4.4 铁基金属包膜的EPMA观察 |
| 3.4.5 铁基金属包膜的HRTEM观察 |
| 3.4.6 初生渗碳体高温高压金刚石化的初步分析 |
| §3.5 本章小结 |
| 第4章 不同工艺合成后的镍基触媒和金属包膜的组织 |
| §4.1 合成的不同时期镍基触媒和金属包膜的组织 |
| 4.1.1 实验结果分析 |
| §4.2 不同温度下合成后的镍基触媒和金属包膜的组织 |
| 4.2.1 实验结果分析 |
| §4.3 不同压力下合成后的镍基触媒和金属包膜的组织 |
| 4.3.1 实验结果分析 |
| §4.4 镍基金属包膜的形貌和成分分布分析 |
| 4.4.1 镍基触媒金属包膜的SEM组织 |
| 4.4.2 镍基金属包膜的EPMA面扫描分析 |
| 4.4.3 铁基触媒和镍基触媒合成金刚石单晶的比较 |
| §4.5 本章小结 |
| 第5章 高温高压热力学计算 |
| §5.1 石墨转变为金刚石的热力学计算 |
| 5.1.1 石墨转变为金刚石自由能变化的推导 |
| 5.1.2 第一部分的计算 |
| 5.1.3 第二部分的计算 |
| 5.1.4 第三部分的计算 |
| 5.1.5 分析讨论 |
| §5.2 渗碳体高温高压金刚石化的热力学探讨 |
| 5.2.1 Fe_3C(?)C(金刚石)+3γ—Fe吉布斯自由能变化的推导 |
| 5.2.2 第一部分的计算 |
| 5.2.3 第二部分的计算 |
| 5.2.4 第三部分的计算 |
| 5.2.5 分析讨论 |
| §5.3 渗碳体高温高压石墨化的热力学探讨 |
| §5.4 铁基触媒合成金刚石单晶“V”形区的分析 |
| §5.5 本章小结 |
| 第6章 高温高压合成含硼金刚石单晶制备工艺的初探 |
| §6.1 引言 |
| §6.2 含硼金刚石合成的实验结果分析 |
| 6.2.1 含硼金刚石的晶体形态 |
| 6.2.2 含硼金刚石的成核密度及分布 |
| 6.2.3 金刚石合成后含硼铁基触媒的形貌 |
| 6.2.4 含硼金刚石的Raman光谱分析 |
| 6.2.5 含硼金刚石的半导体性能检测 |
| 6.2.6 本章小结 |
| 第7章 结论与建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
| 攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）含硼金刚石单晶的微观结构、性能与合成机理的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 人造金刚石的合成方法 |
| 1.2.1 高温高压法合成人造金刚石 |
| 1.2.2 合成人造金刚石的其它方法 |
| 1.3 金刚石合成机理的研究 |
| 1.3.1 石墨合成金刚石的相变 |
| 1.3.2 金刚石合成机理 |
| 1.4 含硼金刚石的结构与性能研究 |
| 1.4.1 金刚石的分类 |
| 1.4.2 含硼金刚石的结构 |
| 1.4.3 含硼金刚石的性能 |
| 1.5 含硼金刚石的合成方法 |
| 1.6 人造金刚石触媒材料的研究 |
| 1.7 选题的意义及研究内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 铁基含硼触媒制备 |
| 2.2 金刚石高温高压合成试验 |
| 2.2.1 合成块组装 |
| 2.2.2 高温高压合成试验 |
| 2.2.3 金刚石的提纯 |
| 2.3 含硼金刚石与金属薄膜的形貌观察 |
| 2.3.1 金刚石的形貌观察 |
| 2.3.2 金刚石的SEM观察 |
| 2.3.3 金刚石的AFM分析 |
| 2.3.4 金属薄膜的FESEM观察 |
| 2.4 含硼金刚石的结构分析 |
| 2.4.1 含硼金刚石的XRD分析 |
| 2.4.2 含硼金刚石的Micro-Raman分析 |
| 2.4.3 含硼金刚石的IR分析 |
| 2.4.4 含硼金刚石与包覆膜的TEM分析 |
| 2.4.5 金刚石的EPMA分析 |
| 2.5 金刚石的性能检测 |
| 2.5.1 金刚石的静压强度测试 |
| 2.5.2 金刚石的热冲击韧性测量仪 |
| 2.5.3 金刚石的抗氧化性测试 |
| 2.5.4 金刚石的电阻-温度测量 |
| 第3章 含硼金刚石的形态与表面形貌 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 金刚石形态观察 |
| 3.2.1 合成块上金刚石的形核密度比较 |
| 3.2.2 颜色 |
| 3.3 金刚石的粒度与晶型 |
| 3.3.1 粒度筛选 |
| 3.3.2 晶型分选 |
| 3.3.3 晶型差异性分析 |
| 3.4 Diashape系统测试金刚石晶体形貌 |
| 3.4.1 Diashape系统的测量指标 |
| 3.4.2 Diashape系统的统计原理 |
| 3.4.3 Diashape系统的测试结果 |
| 3.5 金刚石表面形貌观察 |
| 3.5.1 含硼金刚石单晶的SEM观察 |
| 3.5.2 含硼金刚石单晶的AFM观察 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 含硼金刚石的晶体结构分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 含硼金刚石的XRD分析 |
| 4.3 含硼金刚石的EPMA分析 |
| 4.4 含硼金刚石的Raman光谱分析 |
| 4.5 含硼金刚石的IR分析 |
| 4.6 含硼金刚石的TEM分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 含硼金刚石与普通金刚石的性能比较 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 含硼金刚石的强度 |
| 5.2.1 金刚石的抗压强度 |
| 5.2.2 金刚石的冲击韧性测量 |
| 5.3 含硼金刚石的抗氧化性 |
| 5.3.1 金刚石的差热分析 |
| 5.3.2 金刚石受热后表面形貌的变化 |
| 5.4 含硼金刚石的电阻—温度测试 |
| 5.4.1 实验可行性分析 |
| 5.4.2 含硼金刚石的电阻—温度特性 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 含硼金刚石单晶表面金属包覆膜的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 金刚石单晶表面金属包覆膜的研究 |
| 6.2.1 金属包膜的成分与结构研究 |
| 6.2.2 金属包覆膜的微观形貌 |
| 6.2.3 金属包膜的作用分析 |
| 6.3 金刚石的形核与长大 |
| 6.3.1 金刚石形核的热力学分析 |
| 6.3.2 金刚石的界面生长 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 EET和TFDC理论在金刚石合成研究中的应用 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 EET理论与TFDC理论简介 |
| 7.2.1 EET理论的基本概念 |
| 7.2.2 计算方法——键距差(BLD)法 |
| 7.2.3 程氏理论的基本思想 |
| 7.2.4 余氏理论和程氏理论的关系 |
| 7.3 Fe_3C(Fe_3(C,B))／金刚石界面的电子结构计算 |
| 7.3.1 Fe_3C和Fe_3(C,B)的价电子结构计算 |
| 7.3.2 金刚石的价电子结构 |
| 7.3.3 界面电子密度计算 |
| 7.4 结果讨论 |
| 7.5 本章小结 |
| 第8章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 攻读博士学位期间申请国家发明专利 |
| 攻读博士学位期间获奖情况 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）铁基粉末触媒合成金刚石作用机理的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 文献综述 |
| 1.1 金刚石的结构、性质、发展及合成方法 |
| 1.1.1 人造金刚石的结构及主要性质 |
| 1.1.2 人造金刚石合成的历史与发展现状 |
| 1.1.3 人造金刚石合成的主要方法 |
| 1.2 高温高压合成金刚石的机理 |
| 1.2.1 石墨转变为金刚石的基本原理 |
| 1.2.2 碳的压力-温度相图 |
| 1.3 触媒参与下人造金刚石合成理论及存在问题 |
| 1.4 人造金刚石触媒材料 |
| 1.4.1 触媒的作用 |
| 1.4.2 触媒材料的研究概况 |
| 1.4.3 触媒材料的制备方法 |
| 1.5 本论文研究意义、目标及研究内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究目的 |
| 1.5.3 研究内容 |
| 2 实验材料及研究方法 |
| 2.1 触媒粉末的制备及质量控制 |
| 2.1.1 触媒粉末制备方法及所需原材料 |
| 2.1.2 触媒粉末制备过程 |
| 2.1.3 触媒粉末的质量控制 |
| 2.2 碳源及合成柱的制备 |
| 2.2.1 石墨粉要求 |
| 2.2.2 合成柱制备工艺流程 |
| 2.3 合成辅件及组装结构 |
| 2.3.1 叶腊石粉压块 |
| 2.3.2 导电钢圈 |
| 2.3.3 金刚石合成组装结构 |
| 2.4 金刚石合成设备 |
| 2.5 金刚石的性能表征及检测 |
| 2.5.1 金刚石的常规表征参数 |
| 2.5.2 金刚石的强度检测 |
| 2.5.3 金刚石的形貌观察与品质分析 |
| 2.5.4 金刚石及相关物相的微观形貌及结构分析 |
| 3 FeNi粉末触媒成分组成对合成金刚石的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 FeNi触媒的制备及金刚石合成性能研究 |
| 3.2.1 粉末触媒的微观形貌分析 |
| 3.2.2 触媒组成对合成金刚石的影响 |
| 3.2.3 触媒含量增加实验 |
| 3.2.4 相同触媒不同含量实验 |
| 3.2.5 金刚石合成条件对比 |
| 3.3 FeNi触媒实验结果分析及触媒成分的配制原则 |
| 3.3.1 FeNi触媒实验结果分析 |
| 3.3.2 触媒组成元素及配比原则 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 稀土对FeNi粉末触媒合成金刚石的影响研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 稀土元素的性质及脱氧机理 |
| 4.2.1 稀土元素的性质 |
| 4.2.2 稀土降低触媒中的结合氧机理 |
| 4.3 稀土元素添加量对FeNi触媒内杂质的影响 |
| 4.3.1 触媒粉末制备及组成 |
| 4.3.2 含稀土触媒粉末的性能 |
| 4.3.3 触媒粉末的元素组成 |
| 4.4 添加稀土触媒合成金刚石实验 |
| 4.4.1 合成实验条件 |
| 4.4.2 合成实验综合分析 |
| 4.5 稀土的存在形式及金刚石性能的分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 FeMn基配方粉末触媒的制备及合成实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 FeMnX触媒配方的设计 |
| 5.3 FeMnX粉末触媒制备及实验 |
| 5.3.1 FeMn基触媒制备 |
| 5.3.2 触媒粉末的性能 |
| 5.3.3 FeMn粉末触媒合成实验 |
| 5.4 FeMn系触媒中Mn、Co的含量对合成条件的影响 |
| 5.4.1 触媒性能检测 |
| 5.4.2 FeMn基粉末触媒改进配方试验 |
| 5.5 FeMn触媒合成条件分析 |
| 5.5.1 晶体的价电子理论 |
| 5.5.2 Me_3C和金刚石的价电子结构的一些数据 |
| 5.5.3 M_3C/金刚石界面的价电子结构 |
| 5.5.4 综合分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 FeMnNi触媒合成团粒结构自锐性金刚石的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 金刚石合成理论及自锐性金刚石工艺控制 |
| 6.2.1 合成温度、压力对金刚石形核的影响 |
| 6.2.2 晶粒的形成率及合成曲面理论 |
| 6.2.3 金刚石晶粒的长大 |
| 6.2.4 自锐性金刚石合成工艺控制特点 |
| 6.3 CSD金刚石合成实验及分析 |
| 6.3.1 合成实验 |
| 6.3.2 制备的团粒结构金刚石的形貌及性能 |
| 6.3.3 磨削试验研究 |
| 6.3.4 FeMnNi触媒与NiMn触媒的成本分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 铁基触媒催化金刚石合成机制的探讨 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 触媒作用下金刚石的形核、生长模式 |
| 7.2.1 粉末触媒合成金刚石的形核与生长 |
| 7.2.2 金刚石金属包覆膜的作用 |
| 7.2.3 金刚石表面及周围元素的分布 |
| 7.2.4 金刚石金属包膜的物相构成及周围元素分布 |
| 7.3 金刚石金属包膜中碳化物的作用分析 |
| 7.4 对高温高压金刚石合成研究的局限性 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）高品级超细颗粒金刚石的高温高压合成（论文提纲范文）
| 提要 |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 金刚石的结构、性质和应用 |
| §1.2 人造金刚石合成的历史及主要的合成方法 |
| §1.2.1 人造金刚石合成的历史 |
| §1.2.2 人造金刚石的合成方法 |
| §1.3 粉末触媒合成金刚石的现状 |
| §1.4 触媒及人造金刚石的发展现状 |
| §1.5 超细颗粒金刚石的应用和研究现状 |
| §1.6 本论文的研究内容 |
| 第二章 高温高压设备及传压介质 |
| §2.1 高压设备简介 |
| §2.2 铰链式六面顶高温高压装置 |
| §2.3 人工合成金刚石的传压介质 |
| 第三章 溶剂理论及粉末合成金刚石的工艺研究 |
| §3.1 高温高压下金刚石合成的溶剂理论 |
| §3.1.1 纯碳素体系—石墨金刚石的相平衡 |
| §3.1.2 溶剂—碳素体系中石墨和金刚石的相平衡 |
| §3.1.3 石墨—金刚石转变的驱动力 |
| §3.2 工业金刚石合成的一般规律 |
| §3.2.1 金刚石生长的V形区 |
| §3.2.2 金刚石成核的控制 |
| §3.3 粉末触媒和石墨的特点 |
| §3.4 粉末触媒合成高品级超细颗粒金刚石的工艺探索 |
| §3.4.1 合成棒的制作 |
| §3.4.2 合成超细颗粒金刚石的组装方式 |
| §3.4.3 合成超细颗粒金刚石的工艺特征 |
| §3.5 本章小结 |
| 第四章 超细颗粒金刚石的提纯方法的研究 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 超细颗粒金刚石的酸处理工艺 |
| §4.2.1 石墨与包覆金属膜的金刚石的脱离 |
| §4.2.2 金刚石与石墨的分离技术 |
| §4.3 热氧化法去除残余石墨 |
| §4.4 本章小结 |
| 第五章 触媒的粒度对合成金刚石粒度的影响 |
| §5.1 引言 |
| §5.2 触媒的微观形貌与结构 |
| §5.2.1 触媒的相组成与结构特点 |
| §5.2.2 触媒的微观形貌分析 |
| §5.3 不同粒度的触媒对金刚石合成的影响 |
| §5.3.1 触媒粒度对金刚石粒度峰值的影响 |
| §5.3.2 触媒粒度对合成金刚石影响的细部特征 |
| §5.4 不同粒度的触媒对金刚石粒度均匀性的影响 |
| §5.5 不同体系触媒的粒度对金刚石粒度影响规律的验证 |
| §5.6 本章小结 |
| 第六章 添加剂Zn对金刚石合成的影响 |
| §6.1 引言 |
| §6.2 添加剂Zn对金刚石合成条件的影响 |
| §6.3 添加剂Zn对金刚石形貌及包裹体成分的影响 |
| §6.4 添加剂Zn对金刚石粒度的影响 |
| §6.5 本章小结 |
| 第七章 特殊工艺法合成超细颗粒金刚石 |
| §7.1 引言 |
| §7.2 合成区间的选择 |
| §7.3 特殊工艺控制金刚石生长速度的实验验证 |
| §7.4 新工艺合成金刚石的生长机制研究 |
| §7.5 特殊工艺合成超细颗粒金刚石 |
| §7.6 本章小结 |
| 第八章 超细颗粒金刚石的表征 |
| §8.1 引言 |
| §8.2 金刚石粒度与晶体形貌之间的关系 |
| §8.3 超细颗粒金刚石与破碎料之间的形貌比较 |
| §8.4 超细颗粒金刚石的热稳定性 |
| §8.4.1 不同粒度金刚石的热物性分析 |
| §8.4.2 不同粒度金刚石的比磁化强度的测定 |
| §8.5 本章小结 |
| 第九章 结论与展望 |
| §9.1 结论 |
| §9.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的论文情况 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
（6）掺硼细颗粒金刚石高温高压合成与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 金刚石的结构、分类、性质和用途 |
| 1.1.1 金刚石的结构 |
| 1.1.2 金刚石的分类 |
| 1.1.3 金刚石的性质和用途 |
| 1.2 人造金刚石合成的历史及主要方法 |
| 1.2.1 人造金刚石合成的历史 |
| 1.2.2 人造金刚石的合成方法 |
| 1.3 高温高压下金刚石合成的溶剂理论 |
| 1.3.1 纯碳素体系—石墨金刚石的相平衡 |
| 1.3.2 溶剂—碳素体系中的石墨和金刚石的相平衡 |
| 1.3.3 石墨—金刚石转变的驱动力 |
| 1.4 工业金刚石的合成 |
| 1.4.1 金刚石生长的V 字形区域 |
| 1.4.2 金刚石成核的控制 |
| 1.4.3 金刚石中包裹体的控制 |
| 1.5 粉末触媒合成金刚石的现状 |
| 1.6 触媒及人造金刚石的发展现状 |
| 1.7 选题意义和研究内容 |
| 1.7.1 选题意义 |
| 1.7.2 研究内容 |
| 第2章 高温高压设备的精密化控制及传压介质 |
| 2.1 高压设备简介 |
| 2.2 铰链式六面顶高温高压装置 |
| 2.3 压力控制系统 |
| 2.4 温度控制系统 |
| 2.5 压力和温度的定标 |
| 2.5.1 压力定标 |
| 2.5.2 温度定标 |
| 2.6 人工合成金刚石的传压介质 |
| 第3章 粉末触媒合成细颗粒金刚石技术研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 金属粉末触媒颗粒的熔聚现象 |
| 3.2.1 工业金刚石生长过程中一个基本的实验事实 |
| 3.2.2 对熔聚现象的理论预测和间接实验证据 |
| 3.3 稳定的腔体组装—旁热式 |
| 3.4 合成细颗粒金刚石单晶的混合比例研究 |
| 3.4.1 实验现象及结果 |
| 3.4.2 理论分析 |
| 3.5 合成细颗粒金刚石的工艺研究 |
| 3.5.1 一阶段升压工艺分析 |
| 3.5.2 二阶段升压工艺分析 |
| 3.5.3 三阶段升压工艺的提出 |
| 3.6 含硼细颗粒金刚石的提纯和净化工艺 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 FEXNI_(100-X)+C+B 体系细颗粒金刚石的高温高压合成 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 硼的性质 |
| 4.2.1 硼的电子结构 |
| 4.2.2 单质硼的制备 |
| 4.2.3 单质硼的结构和性质 |
| 4.3 FE_(80)NI_(20)+C+B 体系合成细颗粒金刚石 |
| 4.3.1 硼添加量对细颗粒金刚石合成压力和温度条件的影响 |
| 4.3.2 不同硼添加量对合成细颗粒金刚石形貌的影响 |
| 4.3.3 合成温度对掺硼细颗粒金刚石的影响 |
| 4.3.4 小结 |
| 4.4 FE_(70)NI_(30)+C+B 体系合成细颗粒金刚石 |
| 4.4.1 硼添加量对细颗粒金刚石最低压力点的影响 |
| 4.4.2 不同硼添加量对合成细颗粒金刚石形貌的影响 |
| 4.4.3 合成温度对掺硼细颗粒金刚石的影响 |
| 4.4.4 小结 |
| 4.5 两种掺硼触媒合成细颗粒金刚石的比较 |
| 第5章 含硼细颗粒金刚石的表征和分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 含硼细颗粒金刚石单晶的XRD 谱线分析 |
| 5.3 含硼细颗粒金刚石单晶的RAMAN 光谱分析 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 结论和展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录Ⅰ |
| 致谢 |
（7）热丝化学气相沉积制备超薄纳米金刚石膜研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 引言 |
| 1.1 碳元素与金刚石 |
| 1.1.1 碳的同素异构体 |
| 1.1.2 金刚石 |
| 1.1.2.1 金刚石的晶体结构 |
| 1.1.2.2 金刚石的分类和性质 |
| 1.1.2.3 合成金刚石的历史 |
| 1.2 本文研究的意义、内容和目标 |
| 1.2.1 本文研究的意义 |
| 1.2.2 本文的研究内容和目标 |
| 第二章 文献综述 |
| 2.1 CVD金刚石膜 |
| 2.1.1 CVD金刚石膜的特性及应用 |
| 2.1.2 CVD金刚石膜制备方法评述 |
| 2.1.3 研究现状和发展前景 |
| 2.1.4 CVD金刚石膜的研究方向 |
| 2.1.5 CVD金刚石多晶膜制备工艺及机理 |
| 2.1.5.1 CVD金刚石膜制备的常规工艺条件 |
| 2.1.5.2 CVD金刚石膜的生长过程 |
| 2.1.5.3 CVD金刚石膜成核及其机理 |
| 2.1.5.4 CVD金刚石膜生长及其机理 |
| 2.1.6 HFCVD实验参数对金刚石膜成核和生长的影响 |
| 2.1.6.1 热丝材料的影响 |
| 2.1.6.2 气源的影响 |
| 2.1.6.3 碳源浓度的影响 |
| 2.1.6.4 衬底温度的影响 |
| 2.1.6.5 钨丝温度和钨丝-衬底间距的影响 |
| 2.1.6.6 反应室气压的影响 |
| 2.1.6.7 气体总流量的影响 |
| 2.2 CVD纳米金刚石膜 |
| 2.2.1 概述 |
| 2.2.2 CVD纳米金刚石膜的特性和应用前景 |
| 2.2.3 CVD纳米金刚石膜研究进展 |
| 2.2.3.1 富Ar、N_2等气氛下CVD制备纳米金刚石膜 |
| 2.2.3.2 CH_4-H_2及其它气氛下CVD制备纳米金刚石膜 |
| 第三章 实验设备、生长工艺和纳米金刚石膜性能分析方法 |
| 3.1 实验设备及其改进 |
| 3.2 纳米金刚石膜合成的关键步骤 |
| 3.3 衬底及其预处理 |
| 3.4 HFCVD工艺过程及参数 |
| 3.4.1 钨丝首次使用时的碳化 |
| 3.4.2 HFCVD工艺流程 |
| 3.5 纳米金刚石膜性能分析方法 |
| 3.5.1 结构特性分析技术 |
| 3.5.2 纳米金刚石膜功能特性分析 |
| 第四章 金刚石膜高密度成核研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 硅表面天然氧化层对成核的影响 |
| 4.3 超声波处理促进金刚石膜成核特性 |
| 4.3.1 超声波理论简介 |
| 4.3.2 超声波预处理参数对成核密度的影响 |
| 4.3.2.1 超硬材料粉的影响 |
| 4.3.2.2 金刚石粉晶粒尺寸的影响 |
| 4.3.2.3 金刚石粉与丙酮配比的影响 |
| 4.3.2.4 超声波预处理时间的影响 |
| 4.3.2.5 液相介质的影响 |
| 4.3.2.6 超声波功率的影响 |
| 4.4 超声波处理促进金刚石膜成核的机理 |
| 4.4.1 各种超声波处理条件下处理过的衬底表面观察和分析 |
| 4.4.2 超声波处理过的衬底再经退火处理后对成核的影响 |
| 4.4.3 超声波处理促进金刚石膜成核的机理 |
| 4.4.4 机械研磨与超声波处理的相似之处及差异 |
| 4.5 HFCVD参数对成核密度的影响 |
| 4.5.1 CH_4浓度对成核密度的影响 |
| 4.5.2 衬底温度对成核密度的影响 |
| 4.5.3 其它CVD参数对成核密度的影响 |
| 4.6 综合讨论 |
| 4.7 小结 |
| 第五章 HFCVD超薄纳米金刚石膜的制备和性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 熔凝石英玻璃衬底上纳米金刚石膜的制备 |
| 5.2.1 CVD参数对纳米金刚石膜生长的影响 |
| 5.2.1.1 CH_4浓度对生长的影响 |
| 5.2.1.2 衬底温度对生长的影响 |
| 5.2.2 CVD工艺过程及参数对金刚石膜光透性的影响 |
| 5.2.2.1 不用分步法合成金刚石膜时CH_4浓度对光透性的影响 |
| 5.2.2.2 成核过程中CH_4浓度对金刚石膜光透射性的影响 |
| 5.2.2.3 成核时间对金刚石膜光透性的影响 |
| 5.2.2.4 原子态氢刻蚀时间对金刚石膜光透性的影响 |
| 5.2.2.5 生长过程中CH_4浓度对金刚石膜光透性的影响 |
| 5.2.2.6 钨丝温度对金刚石膜光透性的影响 |
| 5.2.2.7 较低衬底温度下生长的金刚石膜的光透性 |
| 5.3 光学玻璃衬底上超薄纳米金刚石膜制备 |
| 5.3.1 500℃衬底温度下生长 |
| 5.3.2 600℃衬底温度下生长 |
| 5.3.3 光学玻璃上不同衬底温度下生长的样品的比较 |
| 5.4 单晶硅衬底上超薄纳米金刚石膜的低温制备 |
| 5.5 纳米金刚石膜与衬底间结合力讨论 |
| 5.6 CVD纳米金刚石膜的生长机理和合成过程模型 |
| 5.6.1 CVD纳米金刚石膜生长机理研究进展 |
| 5.6.2 CH_4-H_2及其它气氛下CVD纳米金刚石膜的机理 |
| 5.6.3 CH_4-H_2气氛下HFCVD合成纳米金刚石膜的过程模型 |
| 5.7 综合讨论 |
| 5.8 小结 |
| 第六章 全文总结 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 本文的创新点 |
| 参考文献 |
| 攻博期间的科研成果 |
| 致谢 |
（8）合成工艺对触媒和金属包膜的影响及金刚石/包膜界面研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 人造金刚石合成的历史及主要方法 |
| 1.3 高温高压合成金刚石机理的研究概况 |
| 1.4 人造金刚石合成用原材料的研究概况 |
| 1.5 人造金刚石合成工艺简介 |
| 1.6 人造金刚石金属包膜的研究概况 |
| 1.7 本文的主要研究内容及研究目的 |
| 第2章 实验材料和方法 |
| 2.1 原材料制备 |
| 2.2 高温高压合成金刚石实验 |
| 2.3 不同合成工艺下触媒与金属包膜的组织结构和成分分析 |
| 2.4 金刚石单晶/金属包膜界面分析 |
| 第3章 合成工艺对镍基触媒和金属包膜的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 合成前镍基触媒的相结构 |
| 3.3 合成压力对镍基触媒和金属包膜的影响 |
| 3.4 合成时间对镍基触媒和金属包膜的影响 |
| 3.5 合成温度对镍基触媒和金属包膜的影响 |
| 3.6 合成后镍基触媒的XRD 分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 镍基金属包膜及金刚石 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 镍基金属包膜及金刚石单晶/金属包膜界面的相结构 |
| 4.3 金刚石单晶/镍基金属包膜界面的AFM 分析 |
| 4.4 镍基金属包膜表面形貌形成原因初探 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 合成工艺对铁基触媒和金属包膜的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 合成前铁基触媒的相结构 |
| 5.3 合成压力对铁基触媒和金属包膜的影响 |
| 5.4 合成时间对铁基触媒和金属包膜的影响 |
| 5.5 合成温度对铁基触媒和金属包膜的影响 |
| 5.6 对铁基触媒和包膜中初生Fe3C 的讨论 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 铁基金属包膜及金刚石 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 铁基金属包膜及金刚石单晶/金属包膜界面的相结构 |
| 6.3 金刚石单晶/铁基金属包膜界面的AFM 分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 后记 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
（9）柱状工业金刚石的高温高压合成与表征（论文提纲范文）
| 提要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金刚石的结构、分类、性质和用途 |
| 1.1.1 金刚石的结构 |
| 1.1.2 金刚石的分类 |
| 1.1.3 金刚石的性质和用途 |
| Ⅰ、金刚石的力学和热学性质[27-36] |
| Ⅱ、化学性质[30-37] |
| Ⅲ、光学及电学性质[29-37] |
| 1.2 人造金刚石合成的历史及主要方法 |
| 1.2.1 人造金刚石合成的历史 |
| 1.2.2 人造金刚石的合成方法 |
| 1.3 工业金刚石的合成 |
| 1.3.1 高温高压下合成金刚石的膜生长法 |
| 1.3.2 金刚石生长的"V"字形区域 |
| 1.3.3 金刚石成核的控制 |
| 1.3.4 金刚石中包裹体的控制 |
| 1.4 触媒的研究现状 |
| 1.5 粉末触媒合成金刚石的现状及金刚石的掺杂 |
| 1.6 选题意义和研究内容 |
| 1.6.1 选题意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第二章 高温高压设备的精密化控制及传压介质 |
| 2.1 高压设备简介 |
| 2.2 铰链式六面顶高温高压装置 |
| 2.3 压力控制系统 |
| 2.4 温度控制系统 |
| 2.5 压力和温度的定标 |
| 2.5.1 压力定标 |
| 2.5.2 温度定标 |
| 2.6 人工合成发刚石的传压介质 |
| 第三章 金刚石合成的溶剂理论 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 高温高压下金刚石合成的溶剂理论 |
| 3.2.1 纯碳素体系—石墨金刚石的相平衡 |
| 3.2.2 溶剂—碳素体系中的石墨和金刚石的相平衡 |
| 3.2.3 石墨—金刚石转变的驱动力 |
| 第四章 粉末触媒合成工业金刚石的基本技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 粉末触媒和石墨的制备及特点 |
| 4.2.1 粉末触媒的制备 |
| 4.2.2 石墨粉的制备 |
| 4.2.3 粉末触媒和石墨的特点 |
| 4.3 粉末触媒合成工业金刚石的基本特征 |
| 4.3.1 熔聚现象 |
| 4.3.2 熔聚现象的间接实验证据 |
| 4.4 组装工艺的改进 |
| 4.4.1 原材料的混合与成型 |
| 4.4.2 直热式组装的特点 |
| 4.4.3 荒地现象 |
| 4.4.4 稳定的腔体组装—旁热式 |
| 4.5 粉末触媒合成工业金刚石工艺参数的调整原则 |
| 4.5.1 直接到温到压工艺 |
| 4.5.2 二阶段升压工艺 |
| 第五章 柱状工业金刚石晶体的高温高压合成 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 生长异形晶体的设计构想 |
| 5.3 金刚石的生长特点 |
| 5.3.1 实验过程 |
| 5.3.2 Fe_(70)Ni_(30)+A+C系合成晶体的特点 |
| 5.3.3 Fe_(80)Ni_(20)+A+C系合成晶体的特点 |
| 5.3.4 Fe_(90)Ni_(10)+A+C系合成晶体的特点 |
| 5.3.5 Ni_(70)Mn_(25)Co_5+A+C合成晶体的特点 |
| 5.3.6 小结 |
| 5.4 不同金属触媒+A+C体系晶体生长特性的比较 |
| 5.5 生长工艺对合成柱晶的影响 |
| 5.6 偏析模型的验证 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 不同的混料方式对合成晶体的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 混料设备 |
| 6.2.1 粉体混合机理 |
| 6.2.2 混料设备的类型 |
| 6.3 混合质量的判断 |
| 6.3.1 混合质量的检测方法 |
| 6.3.2 混合均匀度的评价理论 |
| 6.4 影响混匀度的因素 |
| 6.4.1 影响颗粒混合的物料特性 |
| 6.4.2 影响混匀度的工艺因素 |
| 6.5 合成晶体的特点 |
| 6.5.1 实验过程 |
| 6.5.2 合成晶体的特点 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 影响柱晶长径比以及转化率的因素 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 生长时间对L/D的影响 |
| 7.2.1 实验过程 |
| 7.2.2 晶体特点 |
| 7.3 A的添加量对合成柱晶的影响 |
| 7.3.1 实验过程 |
| 7.3.2 金刚石的生长特点 |
| 7.4 主触媒粒度对L/D的影响 |
| 7.4.1 实验过程 |
| 7.4.2 晶体特点 |
| 7.5 偏析模型对实验现象的解释 |
| 7.6 本章小结 |
| 第八章 柱状工业金刚石的表征 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 晶体的整体形态与表面测试 |
| 8.3 Fe_(70)Ni_(30)+A+C系合成金刚石的表面形态 |
| 8.4 Fe_(80)Ni_(20)+A+C系合成金刚石的表面形态 |
| 8.5 Fe_(90)Ni_(10)+A+C系合成金刚石的表面形态 |
| 8.6 Ni_(70)Mn_(25)Co_5+A+C系合成金刚石的表面形态 |
| 8.7 小结 |
| 第九章 结论与展望 |
| 9.1 结论 |
| 9.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表论文情况 |
| 摘要 |
| Abstract |
（10）高温高压合成金刚石用新型铁基触媒材料的研究（论文提纲范文）
| 论文提要 |
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| §1.1 金刚石 |
| §1.1.1 金刚石的结构 |
| §1.1.2 金刚石的性质 |
| §1.1.3 金刚石的分类 |
| §1.1.4 人造金刚石发展历史 |
| §1.1.5 人造金刚石的合成方法 |
| §1.2 高温高压设备、辅助材料以及腔体组装设计 |
| §1.2.1 国产铰链式六面顶液压机 |
| §1.2.2 国外高温高压设备 |
| §1.2.3 国产六面顶液压机压力与温度控制 |
| §1.2.4 合成腔体内部压力和温度的标定 |
| §1.2.5 传压以及保温介质 |
| §1.2.6 金属粉末触媒的制备 |
| §1.2.7 金刚石合成体系用石墨碳源的制备 |
| §1.2.8 国产六面顶压机内部腔体组装与设计 |
| §1.2.9 腔体内部组件制备 |
| §1.3 溶剂理论 |
| §1.3.1 引言 |
| §1.3.2 高温高压下合成金刚石理论基础-溶剂理论 |
| §1.3.3 金属粉末触媒合成工业金刚石的基本特征 |
| §1.3.4 金属粉末触媒合成金刚石工艺设计 |
| §1.3.5 金属膜的作用以及碳的输运过程 |
| §1.3.6 高温高压合成金刚石的特点 |
| §1.3.7 金刚石中包裹体的控制 |
| §1.3.8 粉末触媒金刚石合成体系的发展研究 |
| §1.3.9 触媒材料的研究现状 |
| §1.4 选题意义及研究内容 |
| 第2章 铁（镍）铝基触媒体系中金刚石的合成 |
| 第3章 含氮添加剂铁基触媒体系金刚石合成与表征 |
| 第4章 含氢添加剂铁基触媒体系金刚石合成与表征 |
| 第5章 结论与展望 |
| §5.1 本文结论 |
| §5.2 本文展望 |
| 参考文献 |
| 简介以及获奖情况 |
| 攻读博士学位期间公开发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、人造金刚石的成核与长大（论文参考文献）
- [1]Fe-Ni-C-B系高温高压合成含硼金刚石单晶的工艺与机理研究[D]. 李和胜. 山东大学, 2009(05)
- [2]金刚石单晶合成工艺与触媒和金属包膜的结构及高温高压热力学[D]. 李洪岩. 山东大学, 2006(12)
- [3]含硼金刚石单晶的微观结构、性能与合成机理的研究[D]. 宫建红. 山东大学, 2006(12)
- [4]铁基粉末触媒合成金刚石作用机理的研究[D]. 赵文东. 北京有色金属研究总院, 2010(10)
- [5]高品级超细颗粒金刚石的高温高压合成[D]. 高峰. 吉林大学, 2008(11)
- [6]掺硼细颗粒金刚石高温高压合成与研究[D]. 张和民. 河南理工大学, 2009(S2)
- [7]热丝化学气相沉积制备超薄纳米金刚石膜研究[D]. 郝天亮. 浙江大学, 2006(02)
- [8]合成工艺对触媒和金属包膜的影响及金刚石/包膜界面研究[D]. 高洪吉. 山东建筑大学, 2007(06)
- [9]柱状工业金刚石的高温高压合成与表征[D]. 刘万强. 吉林大学, 2008(11)
- [10]高温高压合成金刚石用新型铁基触媒材料的研究[D]. 张壮飞. 吉林大学, 2013(08)