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人工晶体学报 ›› 2010, Vol. 39 ›› Issue (6): 1367-1371.

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金刚石/金属触媒界面表征及金刚石生长的热力学分析

钮震;许斌;田彬;高才;马中全   

  1. 山东建筑大学材料科学与工程学院,济南,250101
  • 出版日期:2010-12-15 发布日期:2021-01-20
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(50972084);山东省自然科学基金(ZR2010EM050)

Characterization on the Diamond/Metallic Catalyst Interface and Thermodynamic Analysis of the Diamond Crystal Growth

NIU Zhen;XU Bin;TIAN Bin;GAO Cai;MA Zhong-quan   

  • Online:2010-12-15 Published:2021-01-20

摘要: 利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线能谱仪(EDS)研究了高温高压触媒法合成金刚石后金刚石/触媒界面的物相组成,发现铁镍元素与碳元素的原子比为3.1: 1,并分析得出高温高压下界面中存在Fe3C、Ni3C物相结构.据此,利用热力学中经典的ΔG<0判定法,计算Me3C(Me:Fe,Ni)物相分解出金刚石的自由能变化.结果表明:在触媒法合成金刚石条件下(1500~1700 K、5~6 GPa),Me3CC(金刚石)+3Me比石墨金刚石的ΔG更负.因此,从热力学角度看,Me3C的形成,尤其是铁基触媒中Fe3C、Ni3C的形成,说明触媒法合成金刚石单晶是来自于Me3C型碳化物的分解,而并非石墨结构的直接转变.

关键词: 高温高压;热力学;金刚石生长;Gibbs自由能;界面

中图分类号: