cu納米晶體，BN納米晶體，關(guān)于C(金剛石)單晶的高溫合成實驗是什么？
今天小編整理并分享關(guān)于C(金剛石)單晶的高溫合成實驗：
金剛石單晶（Diamond Single Crystal）指的是一種具有高度純凈、結(jié)晶完美的金剛石晶體。金剛石是由碳元素組成的晶體結(jié)構(gòu)，在自然界中以礦石的形式存在。
在高溫高壓下利用粉末冶金方法制備的Fe—Ni-C—B系觸媒合金生長Ⅱb型金剛石的新方法.
實驗過程：
在鐵基觸媒合金原材料中添加含硼的化合物，如硼粉、硼鐵.碳化硼、六方氮化硼以及氧化硼等,采用粉末冶金方法制備片狀含硼鐵基觸媒．為了便于與Ib型金剛石作結(jié)構(gòu)與性能的對比,在制備觸媒合金時,采用相同工藝制備一批常規(guī)的鐵基觸媒合金,用于合成Ib型金剛石．
兩種觸媒合金的尺寸規(guī)格均為25 mm× 0.5 mm,配以尺寸為125 mm×1.2 mm的人造金剛石碳片,采用片狀迭加的方式組裝成合成塊.組裝塊在120 ℃下烘烤12h,在充分去除水分之后,在LMD-8000型餃鏈式六面頂壓機上進行金剛石的合成。
合成采用提前升溫、二次升壓、非恒功率加熱的工藝、即在溫度、壓力達到石墨與金剛石平衡線以上,靜壓觸媒法合成金剛石的生長區(qū)域之前,對合成試樣進行一段時間的預(yù)熱處理,壓力大約為4.4~4.5 GPa,溫度約為1 600~ 1650K,預(yù)熱時間20～30s．
預(yù)熱處理的目的是使石墨發(fā)生再結(jié)晶,通過控制溫度和壓力影響再結(jié)晶石墨的形態(tài),并進而控制金剛石的成核數(shù)量．隨后慢升壓至金剛石穩(wěn)定的生長區(qū)．通過控制合成功率來控制合成腔體的溫度,隨著合成時間的延長,合成功率適當(dāng)降低,以使溫度穩(wěn)定在金剛石優(yōu)晶生長區(qū),并適當(dāng)控制其生長速度.
結(jié)論：
由于硼元素的存在,Ⅱb型金剛石生長所需的溫度和壓力條件均高于普通的Ib型金剛石,并且合成出的金剛石單晶粒度較粗,晶形稍差,表面結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜.通過晶體的顏色,x射線衍射以及Raman光譜可以初步斷定合成出的金剛石晶體中確實含有硼元素.以金剛石在不同溫度下的靜壓強度和沖擊韌性以及差熱分析和熱重分析的結(jié)果來表征金剛石的熱穩(wěn)定性.
實驗發(fā)現(xiàn),由于硼元素的進入使得Ⅱb型金剛石單晶的熱穩(wěn)定性與采用同種方法合成出的Ib型金剛石相比有了較大程度的提高.采用自制的夾具通過檢測金剛石的電阻溫度特性,初步確定了在
Fe—Ni-C—B系中生長的Ⅱb型金剛石具有半導(dǎo)體特性.
金剛石單晶通常通過高溫高壓合成（High-Pressure High-Temperature, HPHT）或化學(xué)氣相沉積（Chemical Vapor Deposition, CVD）等技術(shù)制備。這些方法可以獲得高質(zhì)量、大尺寸的金剛石單晶，適用于各種高科技領(lǐng)域的應(yīng)用，包括光學(xué)、電子和高壓實驗等。
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