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温度梯度法宝石级金刚石的合成及表征

肖宏宇 苏剑峰 张永胜 鲍志刚

温度梯度法宝石级金刚石的合成及表征

肖宏宇, 苏剑峰, 张永胜, 鲍志刚
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-04-05
  • 修回日期:  2012-06-30
  • 刊出日期:  2012-12-05

温度梯度法宝石级金刚石的合成及表征

  • 1. 洛阳理工学院数理部, 洛阳 471023
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:50572032,50801030)资助的课题.

摘要: 利用温度梯度法,在5.05.7 GPa, 12501600 ℃条件下, 研究了FeNiMnCo触媒合成宝石级金刚石的温度和压力区间, 给出了P-T相图. 基于有限元法的温度场模拟及碳素浓度梯度拟合结果表明, I型温度场只适合生长大尺寸优质板状及小尺寸塔状金刚石单晶; II型温度场可以合成出大尺寸优质板状或塔状金刚石单晶. 该结论被Ib型及掺硼宝石级金刚石晶体生长实验所证实. 提出碳素浓度梯度是决定晶体生长速度及合成晶体品质的关键因素. 研究得到了只有触媒中温度场分布与晶体尺寸、形貌相匹配时, 才能合成出优质宝石级金刚石单晶的晶体生长规律. 揭示了{110}和{113}高指数晶面在Ib型金刚石V形区内的分布规律. 通过傅里叶红外光谱检测发现, FeNiMnCo触媒合成金刚石的氮含量较低, 较低的氮含量是由铁会降低金刚石氮含量所致. 氮含量低有利于金刚石的光谱透过性.

English Abstract

参考文献 (16)

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