高品级超细颗粒金刚石的高温高压合成

【摘要】： 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Fe_3C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。