高温高压下人造金刚石过程的热力学分析——相平衡信息及其应用

人工晶体学报 ›› 2015, Vol. 44 ›› Issue (10): 2658-2663.

高温高压下人造金刚石过程的热力学分析——相平衡信息及其应用

李长荣;杜振民;徐骏;李静波;苏旭平;张维敬

北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083;北京有色金属研究总院,北京,100088;北京理工大学材料学院,北京,100081;常州大学材料科学与工程学院,常州,213164

出版日期:2015-10-15 发布日期:2021-01-20
基金资助:
国家高技术研究发展计划(863计划)(2013AA031601)

Thermodynamic Analysis on the Synthetic Process of Diamond under High Temperature and High Pressure: Phase Equilibria and Their Application

LI Chang-rong;DU Zhen-min;XU Jun;LI Jing-bo;SU Xu-ping;ZHANG Wei-jing

Online:2015-10-15 Published:2021-01-20

摘要/Abstract

摘要： 借助Fe-C二元系在5.7 GPa高压下等压相图提供的有关相平衡信息,以及石墨相Gra.和液相Liq.之间的介稳平衡信息,主要对以Fe作溶剂,以石墨为碳源,在高温高压下获得人造金刚石的主要工艺进行了热力学分析.分析结果显示:在Dia.+Liq.两相平衡区里引入石墨相,则引发Gra.→Dia.+Liq.析液反应过冷转变.这种转变是以三相定态反应链模式实现的.这种模式可以是等温的,亦可以呈一定温度梯度,分别对现行的一次性形核长大工艺和温度梯度法由籽晶/籽晶群同质外延工艺进行热力学分析和评述,并给出转变的指向和限度.分析结果还表明:在三相定态反应链模式下,人们通常所谓的包裹物都是液相卸压降温后的转变产物.本文的分析方法也适用于Fe-C体系、Ni-C体系和Fe: Ni成分比约为5:5～7:3范围内的Fe-Ni-C体系.

中图分类号:

P619.24+1

李长荣;杜振民;徐骏;李静波;苏旭平;张维敬. 高温高压下人造金刚石过程的热力学分析——相平衡信息及其应用[J]. 人工晶体学报, 2015, 44(10): 2658-2663.

LI Chang-rong;DU Zhen-min;XU Jun;LI Jing-bo;SU Xu-ping;ZHANG Wei-jing. Thermodynamic Analysis on the Synthetic Process of Diamond under High Temperature and High Pressure: Phase Equilibria and Their Application[J]. JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS, 2015, 44(10): 2658-2663.

[1]	简小刚;杨培康;黄新;胡吉博. 硼掺杂和氮掺杂金刚石的吸附生长过程研究[J]. 人工晶体学报, 2020, 49(4): 592-599.
[2]	王方标;许安涛;余文明;黄海亮;郑友进;周振翔;岳麓. 锌添加对大尺寸硼掺杂金刚石生长的影响[J]. 人工晶体学报, 2019, 48(11): 1999-2002.