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    人造金剛石的合成方法

      直接法: 人造金剛石或利用瞬時靜態超高壓高溫技術,或動態超高壓高溫技術,或兩者的混合技術,使石墨等碳質原料從固態或熔融態直接轉變成金剛石,這種方法得到的金剛石是微米尺寸的多晶粉末。

     熔媒法: 人造金剛石用靜態超高壓(50~100kb,即5~10GPa) 和高溫(1100~3000°C)技術通過石墨等碳質原料和某些金屬(合金)反應生成金剛石,其典型晶態為立方體(六面體)、八面體和六-八面體以及它們的過渡形態。在工業上顯出重要應用價值的主要是靜壓熔媒法。采用這種方法得到的磨料級人造金剛石的產量已超過天然金剛石,有待進一步解決的問題是增大粗粒比,提高轉化率和改善晶體質量。目前正在實驗室中用靜壓熔媒法研究優質大顆粒單晶金剛石的形成。加晶種外延生長法曾得到重1克拉左右的大單晶;用一般試驗技術略加改進后,曾得到2~4毫米左右的晶體。采用這種方法還生長和燒結出大顆粒多晶金剛石,后者在工業上已獲得一定的應用,其關鍵問題在于進一步提高這種多晶金剛石的抗壓強度、抗沖擊強度、耐磨性和耐熱性等綜合性能。

      外延法: 人造金剛石是利用熱解和電解某些含碳物質時析出的碳源在金剛石晶種或某些起基底作用的物質上進行外延生長而成的。

      人造金剛石的形成機制: 目前主要有下述幾種學說:溶劑學說認為所用金屬(合金)起著碳的溶劑作用;催化學說則認為是一種催化劑;固相轉變學說則強調石墨晶體無需斷鍵解體,經過簡單形變就形成金剛石晶體。但這三種典型學說所提出模型往往同一些主要實驗現象和規律相矛盾。因此,近十年來,出現了溶劑-催化劑、催化劑-溶劑、熔(溶)劑-觸媒(簡稱為熔媒)等學說進一步探討所用金屬(合金)的作用??偟恼f來,人造金剛石的形成機制目前尚是一個仍在探討中的復雜問題。

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