硼掺入量对含硼金刚石单晶热稳定性的影响

王美 李和胜 李木森 宫建红 田彬

引用本文:
Citation:

硼掺入量对含硼金刚石单晶热稳定性的影响

    通讯作者: 李木森; 

Effect of Boron Contained in the Catalyst on Thermal Stability of Boron-Doped Diamond Single Crystals

    Corresponding author: LI Mu-Sen
  • 摘要: 在铁基触媒原材料中添加不同含量的六方氮化硼,采用粉末冶金方法制备片状触媒,在六面顶压机上合成出含硼金刚石单晶。用体视显微镜对金刚石单晶的结构、形貌进行观察,并用电子探针(EPMA)和波谱仪(WDS)分析了金刚石(111)晶面的硼含量,发现金刚石表面有硼元素存在,且其含量随着触媒中掺硼量的增加而变化。在测定了含硼金刚石单晶的静压强度的基础上,采用冲击韧性测定仪和差热分析仪对不同掺硼量触媒合成出的金刚石单晶在空气中的热稳定性进行了系统的对比研究。结果表明,触媒掺硼量对金刚石的机械强度和热稳定性有重要影响,随着掺硼量的变化,其机械强度和热稳定性均存在一个最佳值。
  • [1] Fang X H. The Foundation and Criterion of Super Hard Materials [M]. Beijing: Structural Materials Industry Publishing Company of China, 1998: 4-19; 112-117. (in Chinese)
    [2] 方啸虎. 超硬材料基础与标准 [M]. 北京: 中国建材工业出版社, 1998: 4-19;112-117.
    [3] Wang S, Zhang H T. Grey Relation Ship Analysis for Thermal Stability of Single Diamonds [J]. Journal of Dalian University of Technology, 2004, 44(5): 666-668. (in Chinese)
    [4] 王适, 张弘弢. 单晶金刚石热稳定性灰色关联分析 [J]. 大连理工大学学报, 2004, 44(5): 666-668.
    [5] Jing Y J, Wang Q S, Hu Y P. Discussion of the Relation between Thermal Stability and Crystal Morphology of Diamond [J]. Diamond Abrasives Engineering, 1996, 92(2): 2-4. (in Chinese)
    [6] 荆运杰, 王秦生, 胡余沛. 金刚石热稳定性与颗粒形状的关系探讨 [J]. 金刚石与磨料磨具工程, 1996, 92(2): 2-4.
    [7] Zhang J A. Relation of Thermal Stability of Synthetic Diamond of Inclusions [J]. Mining and Metallurgical Engineering, 1996, 16(1): 60-63. (in Chinese)
    [8] 张建安. 人造金刚石热稳定性与包裹体关系的研究 [J]. 矿冶工程, 1996, 16(1): 60-63.
    [9] Xiang Y W, Zhang J Y, Jin C H, et al. Microstructure and Thermal Stability of Ultra Fine Diamond Powders [J]. Diamond Abrasives Engineering, 1992, 110(2): 5-9. (in Chinese)
    [10] 相英伟, 张晋远, 金成海, 等. 超细金刚石粉末的显微结构和热稳定性 [J]. 金刚石与磨料磨具工程, 1992, 110(2): 5-9.
    [11] Zhou W, Ma F K. Study of Relation between Thermal Stability and Inclusions of Diamond [J]. Powder Metallurgy Materials Science and Engineering, 1996, 1(2): 17-22. (in Chinese)
    [12] 周伟, 马福康. 关于人造金刚石热稳定性与其包裹体关系的初步探索 [J]. 粉末冶金材料科学与工程, 1996, 1(2): 17-22.
    [13] Li X D, Liu Q X. Study of Thermal Stability of Synthetic Diamond [J]. Diamond Abrasives Engineering, 1995, 87(3): 2-5. (in Chinese)
    [14] 李享德, 刘全贤. 人造金刚石热稳定性研究 [J]. 磨料磨具与磨削, 1995, 87(3): 2-5.
    [15] Xiong X J, Chen Q W. Thermal Stability of Synthetic Diamond [J]. Geology and Prospecting, 1999, 35(3): 62-65. (in Chinese)
    [16] 熊湘军, 陈启武. 金刚石热稳定性研究 [J]. 地质与勘探, 1999, 35(3): 62-65.
    [17] Hao Z Y, Chen Y F. Study of Non-Invariableness Power Technology [J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 1993, 7(3): 238-240. (in Chinese)
    [18] 郝兆印, 陈宇飞. 非恒功率加热技术的研究 [J]. 高压物理学报, 1993, 7(3): 238-240.
    [19] Hong S M, Gou L, Liu X H. Oxidation Resistivity of Diamond Microcrystal Synthesized from Silicon Carbide [J]. Journal of Synthetic Crystals, 2003, 32 (2): 134-138. (in Chinese)
    [20] 洪时明, 苟立, 刘新华. 用碳化硅合成的金刚石微晶的抗氧化性 [J]. 人工晶体学报, 2003, 32(2): 134-138.
    [21] Wang S S, Wang M. Experiment of Synthetic Conductive Diamond with T643 Graphite Containing with Boron [J]. Carbon, 2001, (4): 29-31. (in Chinese)
    [22] 王松顺, 王民. 用含硼T643石墨合成导电金刚石的实验 [J]. 炭素, 2001, (4): 29-31.
  • [1] 张元培李和胜田彬亓永新刘磊李木森 , . 铁基触媒中碳化硼含量对含硼金刚石单晶表观活化能的影响. 高压物理学报, 2010, 24(5): 338-342 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.05.004
    [2] 李鹏远耿漫铁军黄培基崔西蓉严冰王经权姜元琦 . 高能氮离子注入人造金刚石的热稳定性. 高压物理学报, 1997, 11(4): 303-306 . doi: 10.11858/gywlxb.1997.04.012
    [3] 于鸿昌李尚劼 . 烧结型多晶金刚石中晶界物相的类型与数量对其某些物性的影响. 高压物理学报, 1989, 3(3): 221-225 . doi: 10.11858/gywlxb.1989.03.007
    [4] 罗中平姚亚林夏志华贺兵 . 磁性对人造金刚石单晶机械性能的影响. 高压物理学报, 2009, 23(3): 236-240 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.03.012
    [5] 安佩寇自力李子扬秦家千 . 高压下Ti2AlN-Al的热稳定性研究. 高压物理学报, 2010, 24(1): 71-75 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.01.013
    [6] 张明贺端威张湘义许应凡王文魁梁吉魏炳庆吴德海 . 5.5 GPa下碳纳米管的热稳定性研究. 高压物理学报, 1998, 12(1): 17-21 . doi: 10.11858/gywlxb.1998.01.003
    [7] 沈中毅陈桂玉张云殷岫君沈德久吴浩泉 . 高压下Zr70Cu30非晶合金的热稳定性和晶化相的变化. 高压物理学报, 1987, 1(2): 165-172 . doi: 10.11858/gywlxb.1987.02.010
    [8] 谭华韩钧万贺红亮王小江 . 冲击波合成氮化硼的形貌及热稳定性. 高压物理学报, 1995, 9(1): 53-58 . doi: 10.11858/gywlxb.1995.01.009
    [9] 赵廷河阎学伟崔硕景陈久华刘立君牛伟赵伟 . 宝石翡翠的合成、热行为和热稳定性的研究. 高压物理学报, 1992, 6(4): 291-296 . doi: 10.11858/gywlxb.1992.04.008
    [10] 刘强罗湘捷丁立业 . 含硼条形金刚石的生成与成因探讨. 高压物理学报, 1998, 12(1): 34-39 . doi: 10.11858/gywlxb.1998.01.006
    [11] 翟志刚董平罗喜胜 . 激波冲击V形界面的RM不稳定性实验研究. 高压物理学报, 2017, 31(6): 718-726. doi: 10.11858/gywlxb.2017.06.006
    [12] 张清福芶清泉刘履华何明 . 天然金刚石形成透明硼皮金刚石的研究. 高压物理学报, 1989, 3(1): 11-17 . doi: 10.11858/gywlxb.1989.01.002
    [13] 芶清泉曹国英丁立业刘小平 . 透明硼皮金刚石的高压合成研究. 高压物理学报, 1989, 3(1): 25-30 . doi: 10.11858/gywlxb.1989.01.004
    [14] 姚斌张强苏文辉许大鹏 . 静高压下Al4Mn准晶态的形成及其热稳定性的研究. 高压物理学报, 1990, 4(1): 50-56 . doi: 10.11858/gywlxb.1990.01.008
    [15] 高春晓 . 基于集成技术的金刚石对顶砧原位电学量测量. 高压物理学报, 2013, 27(1): 1-18. doi: 10.11858/gywlxb.2013.01.001
    [16] 易建宏 . 静压法高石墨转化率的金刚石合成研究. 高压物理学报, 1999, 13(1): 50-54 . doi: 10.11858/gywlxb.1999.01.009
    [17] 张莉龚自正刘红邓力维薛学东经福谦 . 下地幔温压下(Mg,Fe)SiO3钙钛矿的相稳定性对冲击回收样品的微观分析. 高压物理学报, 2004, 18(2): 170-176 . doi: 10.11858/gywlxb.2004.02.013
    [18] 廖深飞邹立勇刘金宏黄熙龙柏劲松王彦平 . 激波两次冲击下重气柱Richtmyer-Meshkov不稳定性的粒子图像测速研究. 高压物理学报, 2016, 30(6): 463-470. doi: 10.11858/gywlxb.2016.06.005
    [19] 丁立业陈江华魏晓莉 . 金属包裹体的变化及对人造金刚石强度的影响. 高压物理学报, 1990, 4(2): 96-104 . doi: 10.11858/gywlxb.1990.02.004
    [20] 陈叔鑫 . 人造金刚石的介电性能与其强度的关系初探. 高压物理学报, 1988, 2(3): 285-287 . doi: 10.11858/gywlxb.1988.03.013
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  4270
  • 阅读全文浏览量:  146
  • PDF下载量:  982
出版历程
  • 收稿日期:  2007-03-12
  • 录用日期:  2007-05-15
  • 刊出日期:  2008-06-05

硼掺入量对含硼金刚石单晶热稳定性的影响

    通讯作者: 李木森; 
  • 1. 山东大学材料科学与工程学院,山东济南 250061;
  • 2. 山东省超硬材料工程技术研究中心,山东邹城 273500

摘要: 在铁基触媒原材料中添加不同含量的六方氮化硼,采用粉末冶金方法制备片状触媒,在六面顶压机上合成出含硼金刚石单晶。用体视显微镜对金刚石单晶的结构、形貌进行观察,并用电子探针(EPMA)和波谱仪(WDS)分析了金刚石(111)晶面的硼含量,发现金刚石表面有硼元素存在,且其含量随着触媒中掺硼量的增加而变化。在测定了含硼金刚石单晶的静压强度的基础上,采用冲击韧性测定仪和差热分析仪对不同掺硼量触媒合成出的金刚石单晶在空气中的热稳定性进行了系统的对比研究。结果表明,触媒掺硼量对金刚石的机械强度和热稳定性有重要影响,随着掺硼量的变化,其机械强度和热稳定性均存在一个最佳值。

English Abstract

参考文献 (22)

目录

    /

    返回文章
    返回