人造金刚石、金刚石单晶合成技术**资料集

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1、CAN总线在人造金刚石合成车间中的应用

CAN总线是自动控制领域内很有发展前途的一种通信技术。本文论述了一种运用CAN总线技术构建的人造金刚石合成车间控制网络，该网络由监控计算机和多台六面**液压机控制系统组成，这是CAN总线技术在一个全新的领域中的应用。六面**液压机控制系统在控制人造金刚石合成过程的同时将系统的各项运行参数和工艺关键数据发送到CAN网络，监控计算机实时监控CAN网络上每一台六面**液压机的工况并进行显示、存储、统计、打印和实现异常情况报警。对CAN总线技术的相关情况和发展现状进行了简要描述，主要详细介绍合成车间控制网络的设计方案、软硬件的设计..................共55页

2、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

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**导特性;另外,含硼金刚石还具有明显**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..................共62页

3、粉末系过剩压晶种法金刚石合成

在粉末法金刚石合成技术的基础上引入了过剩压晶种法；目的是为了探寻粉末体系下过剩压晶种法的生长机理及其工业化应用前景。选用了四种有代表性的金刚石作为晶种；采用晶种表面预附**膜方式能使其较均匀地分散于粉末触媒、石墨合成体系中；通过对高温高压合成的不同阶段的高压合成块的断面形貌、晶种形貌、晶体微观结构的分析，建立了粉末系过剩压晶种法生长的模型。通过拉曼光谱对金刚石晶体内部球形包裹物进行了结构分析，表征了晶种型金刚石的晶种特性及晶种与后续长大晶体之间的界面状况。对粉末系过剩压晶种法的若干现象进行了分析：晶种粒度细有利于合成**金刚石；晶种完整度差不能合成**金刚石；片状法的晶种嵌于晶体表面，而粉末法晶种位于晶体正中心..................共43页

4、**克拉级金刚石大单晶的高温高压合成

利用温度梯度法在国产六面**压机上进行**克拉级金刚石单晶的合成研究。通过对金刚石单晶生长环境稳定性的研究,确立了适合**克拉级金刚石单晶生长的实验组装。在此基础上,对大尺寸金刚石单晶的生长机制进行系统的研究。研究了金刚石单晶合成中出现的裂晶问题、碳素扩散场对不同形貌晶体生长的影响、**克拉级Ib型金刚石单晶的合成,以及掺硼金刚石单晶的生长等问题,主要内容如下:1.对金刚石单晶生长环境的稳定性问题进行了系统研究。首先,考察了实验组装的稳定性问题。其中,**考察了石墨加热源材质的稳定性问题。其次,对设备控制及生长环境对金刚石单晶生长的影响进行了研究。2.系统研究了金刚石单晶合成过程中经常出现的裂晶问题。给出了解决裂晶问题的几种有效的..................共50页

5、金刚石单晶合成工艺与触媒和金属包膜的结构与高温高压热力学

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..................共63页

6、金刚石及类金刚石材料的常温常压电化学合成

由于具有高透光度,高折射系数,高硬度等优良的性能,金刚石、类金刚石及其薄膜在许多领域具有重要应用,是材料领域持续的研究热点。金刚石、类金刚石及其薄膜的制备一直备受人们关注。本文**综述了金刚石和类金刚石材料的制备方法,着重叙述了**液体电沉积金刚石和类金刚石材料的研究进展。本文**对CCl_4—离子液体([BMIM]BF_4)体系进行了进一步研究,通过增加*三种溶剂和超声波辅助反应这两种方法对反应体系进行了改进,以提高体系的电流利用率,缩短反应时间。分别研究了乙腈(AN)—[BMIM]BF_4—CCl_4体系和[BMIM]BF_..................共44页

7、高氮含量宝石级金刚石的合成

合成具有完整晶型的高氮含量金刚石能提供一种人工合成类“**”金刚石和“硼皮氮芯”金刚石的开创性技术。较为重要的是这一突破能使人们对**金刚石的形成机制有一个较新的认识。本实验室前期已经通过添加NaN3使用粉末触媒合成出了氮含量与**金刚石相当的工业级金刚石。然而,工业级金刚石颗粒毕竟尺寸有限,一般粒径只有O.5mm左右,这与**金刚石颗粒还是有着相当大的距离的。此外由于粒径较小,也限制了高氮金刚石在诸多方面的应用。因此在此基础上对高温高压条件下合成高氮含量的大尺寸宝石级金刚石进行研究有着十分重要的意义。本文使用国产六面项压机,**用不同触媒(FeNiMnCo、FeNiCo)+C+不同比例的添加剂NaN3合成出具有完整晶型的**深绿色高氮含量宝..................共40页

8、人造金刚石生产过程温度仿真测量研究

采取利用温度传感器外部测量,结合传热学仿真的方法来进行合成块 温度场的仿真测量,以期望**较好的测量效果。本文**简要介绍了目前人造金刚石行业的发展状况和目前国内人造金刚 石行业面临的一些主要问题。从现状分析来看,国内对金刚石生长过程的生产 参数测量和自动化控制一直都没有很理想的解决方法,且国内的压机自动化控 制水平与国外相比还有很大的差距,从而导致了我国的金刚石产品质量和国外 **业相比存在不小的差距。对人造金刚石加工过程参数进行监测及数据采集,是对整个人造金刚石生 产过程进行研究的*条件。在*二..................共52页

9、粗颗粒高品级人造金刚石合成工艺研究及在地质工程中的应用

鉴于目前人造金刚石单晶合成中设备、工艺、原材料三者之间的研究现状及存在的问题，在导师的指导和前人工作的基础上，展开了本文的研究。工作如下：1、系统地研究了叶腊石、触媒和石墨在**高压合成过程中各自的作用及对金刚石合成和合成金刚石的影响。2、从设备、腔体设计和工艺参数对粗颗粒高品级人造金刚石的合成进行了试验和分析讨论。3、研究了将合成出的金刚石单晶应用于制品的制造以及相应制品在实践工程中应用。**点在于：1、通过23mm腔体的实验和分析，提出了衡量六面**压机高压腔体的密封性能和传压性能的理论：λ较大不能**过29.49％，λ值小，则密封性能好；△较小不能小于3.316mm，△值大，传压性能好。根据此理论，设计了(?)39mm..................共66页

10、高温高压金刚石生长机理的价电子理论与热力学分析

**根据材料的热膨胀本质和广义虎克定律，利用晶体的线膨胀系数和弹性常数，建立了晶格常数与温度和压力之间的关系。运用该方法计算六方石墨在不同温度和压力下的晶格常数，所得结果与前人的实验结果非常接近，验证了本文计算方法的可行性。进而计算了金刚石合成过程中各物相(金刚石、石墨、Fe3C、γ-(Fe,Ni)等)的晶格常数随温度和压力的变化，为高温高压条件下晶体的的价电子结构分析提供了计算基础。根据价电子理论，异相界面的电子密度应连续，则在金刚石晶体生长中，碳源相与金刚石界面的电子密度应保持连续，这是金刚石生长要满足的边界条件。本文对金刚石和石墨的价电子结构分析表明：常温常压下，金刚石和两种石墨各主要晶面之间的较小电子密度差在80％左右，而160 ..................共56页

11、热丝化学气相法合成金刚石的温度场仿真与研究

通过目前使用较多的有限元法，利用有限元软件分别对HFCVD法合成金刚石涂层刀片，合成金刚石单晶颗粒以及沉积金刚石涂层拉拔模具这三个过程中衬底表面的温度分布进行了详细而系统的的仿真分析，通过不断改变热丝工艺参数分析了热丝参数对不同衬底表面温度值和温度分布的影响。在仿真的基础上，通过大量的试验验证了仿真结果的正确性。主要内容如下：⑴利用传热学理论，通过数值分析的方法获得了HFCVD沉积金刚石薄膜的过程..................共48页

12、晶种镀膜法合成金刚石研究

采取在金刚石单晶的表面上电镀一层厚度与金属包膜接近的金属镍膜来模拟金属包膜在金刚石合成中的作用，将电镀后的金刚石作为晶种规则的放在碳片上面的洞中，每两个晶种之间的距离相等。并且在相同粒度的晶种上面电镀不同厚度的镍膜来研究不同厚度的金属镍膜对金刚石单晶生长的影响。本文主要利用扫描电镜(SEM)、X衍射(XRD)等检测手段研究了金属镍膜合成前后形貌与成分，结果表明石墨碳原子结构转变为金刚石结构的碳原子结构是在金属镍..................共60页

13、铁基触媒组织与金刚石单晶合成的相关性研究

在铁基触媒-石墨高温高压合成金刚石单晶后，利用场**扫描电镜(FESEM)、能谱分析(EDS)、透射电镜(TEM)等表征手段，表征和分析了金刚石/铁基触媒界面触媒一侧的显微形貌、成分、相结构，确定了可能对铁基触媒高温高压金刚石生长产生作用的主要物相。金刚石合成过程中碳源相向金刚石结构的转化、触媒中某物相对碳源相的催化都属于异相界面相变问题的范畴。当某一组异相界面间的电子密度差在一级近似下保持连续时，此界面间所发生的相结构转化在价电子结构层次是可行的。因此，本文在确定了金刚石生长过程中主要物相的基础上，根据材料的热膨胀本质和..................共55页

14、二氧化碳合成金刚石及其生长机理的
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