石墨转化为金刚石研究综述.docx

文献检索课程报告 小组号： 16 学号姓名分数备注组长组员组员石墨转变为金刚石的研究综述任课教师：评分项目满分得分文本格式规范15%应用检索原理检索方法情况20%检索文献的范围和类型20%参考文献的引用和著录规范10%结论的准确性25%各小组成员在课题完成中担负的责任大小5%课题组成员系数5%阅卷老师签字：完成日期：二一四年十一月二十三日目录第一部分 文献检索策略描述41.分析研究课题41.1所属学科41.2所需文献类型41.3语种范围41.4所需文献年代范围42.检索词43.检索系统44.实施检索64.1维普中文科技期刊数据库64.1.1检索式64.1.2检索截图64.1.3题录列表74.1.4获取方法114.2读秀图书搜索平台114.2.1检索式114.2.2检索截图114.2.3题录列表124.2.4获取方法154.3中国知网154.3.1检索式154.3.2检索截图154.3.3题录列表164.4.4获取方法224.4中国学术期刊全文数据库（世纪期刊）224.4.1检索式224.4.2检索截图224.4.3题录列表234.4.4获取方法27第二部分：石墨转变为金刚石的研究综述28摘要28关键词28引 言281、Ar 离子束轰击在石墨表面形成六方金刚石纳米晶292、化学气相沉积金刚石薄膜293、用纳米石墨用碳源在高温高压下合成条形金刚石294、在超高压高温下，石墨直接转变为金刚石304.1 分析304.2 计算304.21 超高压高温下石墨和金刚石的晶格常数304.22 石墨和金刚石的价电子结构314.23 石墨/金刚石各晶面的共价电子密度及其密度差32结论32参考文献33第三部分: 课题组成员分工及心得35第一部分 文献检索策略描述1.分析研究课题 1.1所属学科物理，化学1.2所需文献类型图书，连续出版物（期刊）1.3语种范围英语，中文1.4所需文献年代范围1990年2014年2.检索词石墨、金刚石、C的同系物、Graphite、Diamond、Homologues of C。3.检索系统检索系统名称网址收录范围中国知网/语种：中文学科：石油工程, 储运工程, 地球科学与勘探技术, 能源科学与技术, 环境科学与工程, 生物工程, 化学化工, 机械工程, 材料科学与工程, 计算机科学与软件工程, 电子信息工程, 建筑工程, 物理学, 数学, 经济管理科学, 人文社会科学, 法学, 外语教学与语言学, 体育科学资料类型：期刊、博硕士论文、会议、报纸、外文文献、年鉴、百科、词典、统计数据、专利、标准、图片、古籍、引文、学术辑刊、高等教育精品、科普、精品文化、精品文艺作品、党建期刊、经济信息、政报公报、成果、法律读秀图书搜索平台/语种：中文学科：石油工程, 储运工程, 地球科学与勘探技术, 能源科学与技术, 环境科学与工程, 生物工程, 化学化工, 机械工程, 材料科学与工程, 计算机科学与软件工程, 电子信息工程, 建筑工程, 物理学, 数学, 经济管理科学, 人文社会科学, 法学, 外语教学与语言学, 体育科学文献类型; 知识 图书 期刊 报纸 专利 标准 视频 人物 词条 词典 学位论文 会议论文 法律法规 课程 文档 考试辅导 博客 论坛 网页 图片 电影 音乐 新闻 虚拟咨询 政府信息中国学术期刊全文数据库（世纪期刊）01/kns55/语种：中文学科：石油工程, 储运工程, 地球科学与勘探技术, 能源科学与技术, 环境科学与工程, 生物工程, 化学化工, 机械工程, 材料科学与工程, 计算机科学与软件工程, 电子信息工程, 建筑工程, 物理学, 数学, 经济管理科学, 人文社会科学, 法学, 外语教学与语言学, 体育科学资料类型：期刊维普中文科技期刊数据库/语种：中文、英文、日本语学科：石油工程, 储运工程, 地球科学与勘探技术, 能源科学与技术, 环境科学与工程, 生物工程, 化学化工, 机械工程, 材料科学与工程, 计算机科学与软件工程, 电子信息工程, 建筑工程, 物理学, 数学, 经济管理科学, 人文社会科学, 法学, 外语教学与语言学, 体育科学资料类型：期刊4.实施检索4.1维普中文科技期刊数据库 4.1.1检索式关键词=石墨 并且 关键词=金刚石4.1.2检索截图4.1.3题录列表1【题名】宝石之王金刚石【作者】宋伟【机构】贵阳市第十三中学【刊名】初中生辅导.2014(3).-57-59【文摘】金刚石是自然界中最硬的物质，它晶莹美丽，含量稀少，因此被人们誉为宝石之王。坚硬、漂亮的金刚石与又软又滑的石墨都是由碳元素组成的同胞兄弟，2【题名】超高压高温下石墨向金刚石直接转变的 EET 理论分析【作者】许斌;吕美哲;田彬;范小红;温振兴【机构】山东建筑大学材料科学与工程学院,济南250101【刊名】人工晶体学报.2013(12).-2509-2514【文摘】石墨向金刚石在超高压高温下的转变机理经过了数十年的探讨，至今未形成定论。本文根据固体和分子经验电子理论（EET理论），分别计算了静压超高压高温条件下立方合成立方金刚石过程中石墨和金刚石的价电子结构，获得了石墨和金刚石12组不同组合晶面间的价电子密度。结果表明，在超高压高温下其电子密度差均大于10，说明石墨金刚石晶面的价电子结构差异太大，不能诱发石墨向立方金刚石的直接转变。分析认为：超高压高温下，石墨先分解出一亚稳相后再转变成立方金刚石结构。3【题名】石墨通过爆炸相变为金刚石的新结构位置转变模型（下）【作者】张凯;张路青【机构】中国大连凯峰超硬材料有限公司,辽宁大连116025【刊名】超硬材料工程.2013(3).-34-38【文摘】石墨粉层受到击波高速冲击后，在高温高压下，会以固相结构方式转变为金刚石，文幸作者创立了一个新的转变模型，在文中简称为“凯”模型，包括；在ABCA型石墨的转化理论中。找到了具体哪18个碳原子向金刚石晶胞转变的原子对应点结构，使活化能的计算可接近最小值在ABA型石墨转化理论中，除石墨网格平面问的压缩之外，必须考虑层问剪切错动的作用。剪切变形与层问压缩的概率都同样多标志其特性错动的距离是0521h,h-层阃压缩距离理论被实验所征实4【题名】石墨通过爆炸相变为金刚石的新结构位置转变模型（上）【作者】张凯;张路青【机构】中国大连凯峰超硬材料有限公司,辽宁大连116025【刊名】超硬材料工程.2013(2).-26-30【文摘】石墨粉层受到击波高速冲击后，在高温高压下，会以固相结构方式转变为金刚石，文章作者创立了一个新的转变模型，在文中简称为“凯”模型，包括：在ABCA型石墨的转化理论中，找到了具体哪18个碳原子向金刚石晶胞转变的原子对应点结构，使活化能的计算可接近最小值。在ABA型石墨转化理论中，除石墨网格平面问的压缩之外，必须考虑层问剪切错动的作用，剪切变形与层间压缩的概率都同样多。标志其特性错动的距离是0521h，h一层间压缩距离，理论被实验所征实。5【题名】石墨类型对多晶金刚石微粉性能的影响【作者】李春林1;陈建2【机构】1四川理工学院材料与化学工程学院;2四川理工学院材料腐蚀与防护重点实验室【刊名】金刚石与磨料磨具工程.2012(4).-51-54【文摘】以不同类型的石墨粉为原料,通过铜吸收和传递热量,采用冲击波合成工艺,制备多晶金刚石微粉。测试了多晶金刚石微粉的得率和耐磨性能,研究了石墨微晶结构对其得率和耐磨性能的影响。实验结果表明:鳞片石墨合成多晶金刚石微粉的得率和耐磨性不如土状石墨合成的金刚石;微晶具有平行排列的焦炭基人造石墨合成的多晶金刚石微粉易石墨化,难得到金刚石;微晶具有杂乱排列的炭黑基人造石墨的得率比土状石墨高;一次焙烧的炭黑基人造石墨具有较多的微孔,其合成的金刚石的耐磨性能比土状石墨的差;经过二次焙烧后合成的多晶金刚石微粉的耐磨性能比土状石墨的好。6【题名】对石墨转化金刚石反应条件的讨论【作者】高晓伟1;孙闻东2【机构】1东北师范大学附属中学,吉林长春130021;2东北师范大学化学学院,吉林长春130024【刊名】化学教学.2009(5).-3-6【文摘】从定性分析和定量计算两个层次讨论了石墨转化金刚石的反应条件，并简要介绍了碳的相图和金刚石的人工合成。7【题名】日本用石墨合成晶体颗粒极小的人造金刚石【作者】【机构】【刊名】材料工程.2009(5).-72-72【文摘】日本兵库教育大学和东京工业大学等机构的研究人员在实验反应堆内用中子射线照射石墨，接着用移动速度为17kms的金属片撞击石墨，再给石墨瞬间施加高温高压。经过这一系列“破坏”，石墨会碎裂成微粒，其最大尺寸仅100m.研究人员用光线照射并分析这些微粒，发现其中的晶体颗粒无规则排列且朝向不同，形成了人造金刚石，其晶体颗粒的尺寸小到接近极限。研究人员认为，这种人造金刚石有望用来制作高品质的切削工具等。8【题名】球状石墨的粉压成型及以其为原料的金刚石生长【作者】高峰1;贾晓鹏1,3;丁战辉2;刘晓兵1;马红安1,3【机构】1吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林长春130012;2吉林大学物理学院,吉林长春130012;3河南理工大学材料科学与工程学院,河南焦作454000【刊名】金刚石与磨料磨具工程.2009(2).-1-4【文摘】本文研究了球状石墨的粉压成型特性。在国产SPD61 200型六面顶高温高压设备上,分别以鳞片石墨和球状石墨（均为400目）为碳源,以铁基粉末触媒为原料,在压力5.5 GPa,温度1 400左右,合成时间300 s的条件下合成出了优质金刚石单晶。通过球状石墨与鳞片状石墨生长的金刚石的对比,说明了球状石墨铁基触媒体系生长金刚石的特点。结果表明球状石墨也可以用来合成优质磨料级金刚石单晶,但合成温度要比用片状石墨时高100左右,合成的金刚石粒度较鳞片石墨合成的金刚石粒度稍粗。9【题名】氢预处理与高压影响下石墨的Raman光谱研究及在金刚石高温高压合成中的意义【作者】杨志军1;林峰2;李红中1;陈军3;石贵勇1;彭明生1;苏育炜1【机构】1中山大学地球科学系,广东广州510275;2桂林矿产地质研究院国家特种矿物材料工程技术研究中心,广西桂林541004;3中山大学物理学系,广东广州510275【刊名】超硬材料工程.2007(1).-1-4【文摘】氢预处理及高压作用后石墨的Raman光谱的研究表明：酸浸泡及氢等离子体预处理均可以在石墨中造就有利于金刚石成核的-CH3：CH类金刚石碳区，并使石墨的有序度显著降低；54GPa高压作用后，氢预处理石墨的有序度会有所提高但不会超过常压下未经氢预处理石墨的有序度；高压下石墨向金刚石转变，石墨片层确实有褶曲，但在此之前可能存在一个石墨与氢等造就类金刚石碳区有关的必然环节。10【题名】人造金刚石用石墨性能的研究【作者】李和胜1,2;李木森1,2【机构】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【刊名】超硬材料工程.2007(1).-13-18【文摘】用于合成金刚石的石墨具有三个功用碳源、热源和受压介质，其性能直接关系着金刚石的质量。文章针对人造金刚石用石墨材料主要性能的研究进行了综述，包括石墨化度、气孔率（体积密度）、灰分（纯度）、电阻率以及晶体结构等等。提出在选择合成金刚石用石墨材料时，应综合考虑其满足不同功用的各项性能，同时还要结合具体的生产条件。认为满足合成设备大型化和粉末工艺的粉状石墨和辅助加热用的石墨材料将是人造金刚石用石墨材料发展的新亮点。11【题名】片状与粉末触媒对石墨转化成金刚石的催化效率研究【作者】唐敬友1;姚怀1;刘党库1;唐翠霞1;杨缤维2;鲁伟员2【机构】1西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳621010;2四川艺精长运超硬材料有限公司,四川绵阳621700【刊名】金刚石与磨料磨具工程.2006(5).-13-16【文摘】为了研究片状与粉末的镍基或铁基触媒对石墨转化为金刚石的催化性能的影响，采用金刚石成核和生长动力学方法分别计算了片状与粉末触媒参与下金刚石生长的活化能与比表面能。结果表明，无沦是片状还是粉末触媒，这两种触媒对金刚石生长活化能与比表面能的影响差异很小，比表面能与金刚石的结晶形态有关，决定于合成的温度压力条件。然而，粉末触媒的催化效率比片状触媒高得多，更有利于石墨转化为金刚石。4.1.4获取方法直接下载pdf文件4.2读秀图书搜索平台4.2.1检索式全部字段=石墨and部字段=转 and全部字段=金刚石4.2.2检索截图4.2.3题录列表1【题名】神奇的金刚石【作者】朱建东，徐慧【出处】资源环境与工程.2008(4).【摘要】1796年，化学家斯密司松泰纳（Smithson Tennant）发现金刚石是由碳元素所构成。但直到上个世纪的50年代，科学家们才试图通过人工手段合成金刚石。科学家们发现，在华氏2550度和55000个大气压的环境中，石墨能转化为金刚石。但这种方式所形成的金刚石颗粒极小，纯度也不高，因此一般只能用于钻具、刀具等工业用途中，而无法达到宝石级的标准。2【题名】片状与粉末触媒对石墨转化成金刚石的催化效率研究【作者】唐敬友，姚怀，刘党库，唐翠霞，杨缤维，鲁伟员【出处】金刚石与磨料磨具工程.2006(5).【摘要】为了研究片状与粉末的镍基或铁基触媒对石墨转化为金刚石的催化性能的影响,采用金刚石成核和生长动力学方法分别计算了片状与粉末触媒参与下金刚石生长的活化能与比表面能.结果表明,无论是片状还是粉末触媒,这两种触媒对金刚石生长活化能与比表面能的影响差异很小,比表面能与金刚石的结晶形态有关,决定于合成的温度压力条件.然而,粉末触媒的催化效率比片状触媒高得多,更有利于石墨转化为金刚石.3【题名】静压法合成金刚石的成核研究【作者】唐敬友，温上捷【出处】爆轰波与冲击波.2001(2).【摘要】针对静高压合成技术中片状样品的组装工艺特点，分析了在高温（约1500K）高压（约5GPa)下石墨与触媒之间的相互扩散过程和金刚石在合成腔中的成核几率。根据外界提供给石墨的能量大小，判断出纳米石墨微晶是形成金刚石晶核的基本单元。金刚石成核很可能是纳米石墨微晶转化为金刚石晶核的结构相变过程。讨论了在触媒的参与下金刚石的成核率与温度压力变化的关系，证明了压力是控制金刚石成核的有效参数，而温度不宜作为金刚石成核的控制参数。4【题名】石墨转化成金刚石的自发性探讨【作者】杨玉玲【出处】中国文房四宝.2013(6).【摘要】对于反应C(石墨)=C(金刚石)从熵变角度分析：金刚石的标准熵要比石墨小，也就是说石墨的结构更加无序。从焓变角度分析：这是个吸热反应，焓变大于零。根据公式GH-TS，其中H0,S0无论温度为多少反应都不自发，那么石墨到金刚石的转化到底是不是自发过程呢？本文从热力学角度阐述了反应的自发性及压强因素对G的影响，并从相图中分析两相转变的条件，进一步阐述反应进行的合理性。同时本文对金刚石的人工合成给予展望。5【题名】CVD金刚石单品的生长过程【作者】譬迪【出处】磨料磨具通讯.2009(12).【摘要】千百年来，人类一直被金刚石的货币价值和其物理性能深深的吸引。在1792年，Antoine Lavoiser和Smithon Tennand发现了金刚石是由碳元素构成的。从开始研究合成金刚石的制造原理到成功的应用于科学领域经历了157年。1954年，HTracy Hall提出了在1700和95kbar高温高压下，用铁做催化剂将石墨转化为金刚石的可能性。在热力学稳定区域以外，生产金刚石单晶最常用方法还是高压高温工序。6【题名】激光轰击水中悬浮石墨颗粒合成纳米金刚石的研究【作者】杨星【出处】天津大学【摘要】本文采用脉冲激光轰击循环水中悬浮石墨颗粒的方法合成了纳米金刚石,并且对金刚石的合成工艺、提纯工艺、纳米金刚石的形成机理以及碳颗粒大小和相结构对合成的影响进行了研究。利用超声波震荡器将石墨颗粒分散于水中,并且用水泵将悬浮液循环起来。采用Nd: YAG脉冲激光轰击循环水介质中的石墨颗粒,然后通过对激光轰击后的产物进行提纯得到纳米金刚石。通过碳原料在空气中的热失重研究发现空气氧化法不能够提纯纳米金刚石,而酸洗氧化实验结果表明采用纯高氯酸煮沸样品能够有效提纯纳米金刚石。透射电子显微镜的研究结果表明,纳米金刚石的合成是一个液化形核长大过程,而不是固态相变。石墨颗粒被激光融化后形成团絮结构,纳米金刚石在团絮结构表面形核长大。纳米金刚石的合成受到碳颗粒大小和相结构的影响:石墨颗粒大小影响较大,颗粒细小的微晶石墨比颗粒较大的鳞片石墨更容易合成纳米金刚石;而碳黑颗粒的乱层结构在本实验条件下趋于向石墨结构转变,不能够合成纳米金刚石。7【题名】利用石墨层间化合物合成含硼金刚石【作者】黄浩【出处】燕山大学【摘要】通过掺杂硼，可以提高金刚石的导电性和热稳定性。本论文提出了利用含硼石墨层间化合物(GICs)高温高压(HTHP)合成含硼金刚石的新工艺。 本文以H_3BO_3，NH_4BF_4和KBH_4作为插层剂，采用真空熔盐、真空渗析熔盐、加压熔盐以及电解法制备含硼的GICs。利用XRD分析GICs的阶结构，并研究了GICs的稳定性。以含硼GICs作为碳源，在高温高压下合成金刚石。对含硼金刚石在SEM下进行形貌观察，通过红外拉曼光谱、X射线荧光(XRF)分析硼掺杂的存在状态和含量。分析了含硼金刚石的差热曲线，并测量了其电阻值。 实验结果表明，真空熔盐、真空渗析熔盐、加压熔盐以及电解法可以制备H_3BO_3-GICs，KBH_4-GICs和NH_4BF_4-GICs。获得的GICs是混合阶产物。GICs的阶数随着时间延长而降低。H_3NO_3-GICs水洗后不稳定，发生了水解脱插。利用这些GICs，在12501350、56GPa下合成了含硼金刚石，金刚石颜色随着硼含量增加而加深直至黑色，含硼金刚石生长成多晶颗粒，晶面发育不完整。通过红外吸收光谱分析，发现硼以取代原子或间隙硼的形式存在于金刚。8【题名】高温高压下Fe-Ni-C系中金刚石的形核长大机制及晶体缺陷分析【作者】尹龙卫【出处】山东大学【摘要】该文以透射电子显微术(TEM)为主要手段,并借助扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、Auger谱及Mossbauer谱系统地研究了高温高压条件下Fe-Ni-C系中金刚石的形核、长大机制,金刚石生长的不稳定性有所合成的金刚石单晶的晶体缺陷。4.2.4获取方法邮箱接收全文4.3中国知网4.3.1检索式检索式A: 关键词=石墨 and 关键词 = 金刚石 (精确匹配)检索式B: 年 between (2000, and 关键词=石墨 and 关键词=金刚石 ) (模糊匹配)4.3.2检索截图 4.3.3题录列表1张启彪,王松顺.石墨材料合成金刚石效果的实验研究J.炭素,2005,02:22-29.摘要:叙述了不同石墨材料合成金刚石的效果。讨论了石墨材料影响合成金刚石效果的因素,在对石墨材料多种性能测试与分析的基础上,指出了合成金刚石用石墨材料的优选原则。2唐敬友,刘党库,姚怀,唐翠霞.高温高压下石墨Ni_(70)Mn_(25)Co_5体系中石墨的层状生长现象与合成金刚石的质量J.硅酸盐学报,2005,12:1544-1550.摘要:为了研究石墨Ni_(70)Mn_(25)Co_5体系在高压高温下石墨的变化和金刚石的生长现象,用六面顶压机对交替组装的圆片状石墨和Ni_(70)Mn_(25)Co_5触媒进行高温高压处理及金刚石合成实验。扫描电镜观察结果表明:在触媒中再结晶石墨以片状为主,而类球状石墨由片状石墨的堆积长大形成的;覆盖在金刚石的金属包膜中有大约1m厚的片状石墨。借助于多功能光学显微镜,观察到金刚石的晶体形态和缺陷特征随合成温度、压力的不同有规律地变化。实验证实了高温高压下石墨Ni_(70)Mn_(25)Co_5体系中石墨和金刚石的层状生长现象,进而提出了预防金刚石宏观缺陷、合成优质金刚石的技术措施。3王适,孙宝元,王裕昌,张弘弢.聚晶金刚石石墨化温度的研究J.超硬材料工程,2005,05:32-35.摘要:通过对PCD复合片中聚晶金刚石层加热前后的XRD图谱,以及在不同气氛环境下的DTA-TG分析,对聚晶金刚石的石墨化温度以及在加热过程中PCD的氧化和石墨化是否同时发生的问题进行了研究。结果表明:(1)聚晶金刚石在加热过程中,同时发生氧化还原反应,即氧化和石墨化同时进行;(2)随着加热温度的升高,聚晶金刚石石墨化程度增加;(3)聚晶金刚石的石墨化温度为960。4王晶.人造金刚石用石墨片生产工艺的改进J.炭素,2003,02:42-43+48.摘要:为了适应国内金刚石市场对高质量金刚石的需要,对原有的人造金刚石用石墨片的生产工艺进行了改进。5臧建兵,李爱武,王艳辉,黄浩.含硼金刚石的合成与性能J.金刚石与磨料磨具工程,2003,06:19-21.摘要:本文以H3BO3为插层剂,分别采用电解氧化法以及熔盐法制备石墨层间化合物(graphite intercalation compounds)GICs,并以此为碳源进行高压合成含硼金刚石的研究,通过X射线衍射分析研究GICs的阶结构。对所获得的金刚石进行FTIR及拉曼光谱分析以及SEM观察,并测定其抗氧化性及电阻。结果表明,采用电解氧化法和熔盐法均可制备混合阶数的H3BO3-GICs,经热处理净化后,作为碳源,在1350、5GPa的条件下合成,获得含硼金刚石,其氧化性及导电性均有提高。6孙景,雷贻文,杜希文,翟琪,杨星.用激光法合成纳米金刚石J.材料研究学报,2006,01:33-36.摘要:使脉冲激光与石墨粉在空气中相互作用,并对其氧化提纯对产物进行的显微激光拉曼光谱(Raman)与高分辨电子显微镜(HRTEM)分析表明,产物中含大量纳米金刚石颗粒,其尺寸为5 nm左右,且具有较多的晶体缺陷和残余内应力提出了石墨转变为金刚石纳米晶的机理:在脉冲激光产生的高温高压的条件下,具有石墨结构的原子团发生快速滑移切变,形成立方金刚石晶核,碳等离子体中高化学活性的碳粒子集团使金刚石晶核迅速长大,形成金刚石微晶7臧传义,马红安,田宇,肖宏宇,贾晓鹏.再结晶石墨对宝石级金刚石单晶生长的影响J.超硬材料工程,2006,01:4-7.摘要:高温高压温度梯度法生长宝石级金刚石单晶的过程中,尽管处在金刚石稳定区内,却经常发现,有亚稳态的再结晶石墨存在。本研究发现,作为一种晶体,大量再结晶石墨的析出和生长对宝石级金刚石单晶的生长速度有较为明显的抑制作用,并且再结晶石墨更容易在较高温度合成区内出现。例如,使用N iM nCo触媒进行宝石级金刚石单晶合成过程中,随着合成温度的提高,当大量多余碳源不再以金刚石自发核形式析出,而是以大量片状再结晶石墨形式围绕在晶体周围时,晶体的生长速度有了大幅度的降低,从相对低温时的约3.0m g/h降到较高温度时的1.0m g/h。8郝兆印,郝立峰.石墨重结晶现象与金刚石生长机制(上)J.超硬材料工程,2007,03:1-6.摘要:石墨材料在高温高压条件下,大量的C原子和原子团溶解于催化剂合金中,当回到常温常压下,过饱和的C会从合金晶格中析出来,形成的石墨晶体存在于合金中,成为重结晶石墨。文章详细地分析了高温高压合成金刚石过程中石墨的重结晶现象,通过实验论证了压力和温度对这一过程的影响,研究了石墨-合金界面两者的相互渗透以及此一界面上金刚石的成核与长大。认为金刚石优先在石墨-金刚石界面成核并长大,并且跟石墨的重结晶过程有关。9李丽,许斌,李木森.人造金刚石单晶生长碳源问题的探讨J.科学通报,2007,16:1958-1963.摘要:利用线膨胀系数和弹性常数计算了金刚石和石墨在高温高压下的晶格常数,根据固体与分子经验电子理论(EET)计算了金刚石、石墨以及它们主要晶面的价电子结构.以程氏理论(TFDC)提出的原子界面边界条件为判据,分析了金刚石和石墨主要晶面之间电子密度的连续性,发现其在一级近似条件下均不连续,不满足金刚石晶体生长的边界条件.分析得知,在高温高压触媒法合成金刚石单晶生长过程中,所需的碳源并非直接来自石墨,从电子结构角度对金刚石单晶的生长机制进行了探讨.10郝兆印,郝立峰.石墨重结晶现象与金刚石生长机制(下)J.超硬材料工程,2007,04:1-9.摘要:石墨材料在高温高压条件下,大量的C原子和原子团溶解于催化剂合金中,当回到常温常压下,过饱的C会从合金晶格中析出来,形成的石墨晶体存在于合金中,成为重结晶石墨。文章详细地分析了高温高压合成金刚石过程中石墨的重结晶现象,通过实验论证了压力和温度对这一过程的影响,研究了石墨-合金界面两者的相互渗透以及此一界面上金刚石的成核与长大。认为金刚石优先在石墨-金刚石界面成核并长大,并且跟石墨的重结晶过程有关。11张晓琳,传秀云,林玉,沈邦友.天然石墨特征对合成金刚石性能影响的研究J.金刚石与磨料磨具工程,2010,06:18-22+28.摘要:金刚石合成工业中所用天然石墨应具有极低灰分,同时杂质的种类、含量及状态都是影响金刚石品质的重要因素。本文结合对天然石墨原矿、高纯石墨及由其合成的金刚石进行了光学显微镜、X射线粉末衍射(XRD)、碳硫分析仪、场发射环境扫描电子显微镜(FESEM)和电子能谱(EDX)等测试分析,研究了天然鳞片石墨作为合成金刚石碳源的特点,认为天然鳞片石墨纯度、粒度以及杂质硫元素等对合成金刚石特征和性能有重要影响。12文潮,孙德玉,刘晓新,李迅,关锦清,周刚,郝兆印,金志浩.用纳米石墨作碳源在Fe粉作用下合成金刚石的研究J.材料科学与工程,2002,02:177-179.摘要:在国产 6 12 0 0吨铰链式六面顶压机上 ,以Fe粉为触媒 ,在 5 1GPa和 95 0K 14 2 0K的条件下 ,首次用纳米石墨进行了金刚石的合成实验。实验结果表明 :约在 12 5 0K 1330K的高温范围内 ,有金刚石生成 ,颗粒大小在 5 2 0 m左右 ,呈球形和块状。初步探讨了用纳米石墨合成金刚石能降低合成温度的原因13王绍斌,田卫东,谢明星.碳源石墨结构对金刚石合成的影响J.矿冶工程,2002,01:85-88.摘要:借助于X射线衍射和扫描电镜 ,研究了 6种碳源石墨的晶体结构与显微结构。结果表明 ,不同石墨的颗粒度粗细不一 ,且石墨化度差异较大 ,微晶尺寸与石墨化度没有直接关系 ;石墨微观结构主要有 3种形态 :纤维状区域结构 ;片状小区域结构 ;镶嵌结构合成金刚石时 ,微观结构相似的石墨 ,随着石墨化度的提高 ,加热电流增加 ;纤维状区域结构明显的石墨合成的金刚石品质优于片状小区域结构为特征的石墨 ,优于以镶嵌结构为特征的石墨14邓小清,唐敬友,孟川民,赵敏光.在石墨Ni_(70)Mn_(25)Co_5体系中金刚石生长的活化能与表面能的确定J.人工晶体学报,2004,01:118-122.摘要:针对国内作为生产锯片级金刚石而普遍采用的石墨Ni70Mn25Co5反应体系,研究了在一定的高温高压条件下金刚石的成核速率和生长速率。用石墨金刚石转变的成核与生长动力学理论确定了在5.2GPa压力和1520K的温度下金刚石生长的活化能和表面能分别为3.77eV和0.005eV。比较表明,在石墨Ni70Mn25Co5体系中金刚石生长的活化能和界面能的大小与国外报道的其它石墨触媒体系的相关数据有相同的量级。进而评论了金刚石的合成机理。15李春林,陈建.石墨类型对多晶金刚石微粉性能的影响J.金刚石与磨料磨具工程,2012,04:51-54+59.摘要:以不同类型的石墨粉为原料,通过铜吸收和传递热量,采用冲击波合成工艺,制备多晶金刚石微粉。测试了多晶金刚石微粉的得率和耐磨性能,研究了石墨微晶结构对其得率和耐磨性能的影响。实验结果表明:鳞片石墨合成多晶金刚石微粉的得率和耐磨性不如土状石墨合成的金刚石;微晶具有平行排列的焦炭基人造石墨合成的多晶金刚石微粉易石墨化,难得到金刚石;微晶具有杂乱排列的炭黑基人造石墨的得率比土状石墨高;一次焙烧的炭黑基人造石墨具有较多的微孔,其合成的金刚石的耐磨性能比土状石墨的差;经过二次焙烧后合成的多晶金刚石微粉的耐磨性能比土状石墨的好。16贾攀,卢灿华,郝兆印.金刚石生长相关技术的讨论J.超硬材料工程,2011,02:19-23.摘要:文章简单回顾了石墨、催化剂合金、叶蜡石的性能与金刚石生长的关系。石墨是转变成金刚石的唯一材料,石墨纯度是核心指标。元素Mn、Al、Cr等金属与碳形成碳化物稳定,不适合做催化剂,称难形成合成金刚石的金属;元素Ni、Co、Si等与碳形成碳化物不稳定,升高Fe-C中C活度,适合做催化剂,故称易形成合成金刚石的金属。高压下叶蜡石的密封性能来源于片状结构的紧密排列。17臧建兵,王艳辉,黄浩,赵玉成,张世良.燕山大学,.利用化合物插层石墨合成含硼氮金刚石的研究Z.项目立项编号:.鉴定单位:.鉴定日期:摘要:该项目以含氮硼化合物作物插层剂,分别采用电化学合成、熔盐法以及密闭加压法等工艺制备含硼氮的石墨层间化合物(GICs),并用XRD方法分析了GICs的阶结构,证实了插层的存在;利用获得的GICs为碳源在高温高压下合成了含硼氮金刚石;研究并获得含硼金刚石的结构和性能。本技术可用于高温高压合成掺杂均匀、可控的各类掺杂金刚石,制备高性能的半导体器件。该成果处于国际领先水平。18刘杰,郭留希,赵清国.河南远发金刚石有限公司,.合成金刚石用超薄高纯石墨片Z.项目立项编号:.鉴定单位:.鉴定日期:2002-08-10摘要:该产品首先将石油焦、沥青焦粉粗破碎、煅烧、破碎和磨粉等预处理,除去石油焦和沥青焦中的挥发物,以防止石墨材料在后道工序中的收缩开裂,再加入石墨粉和熔化沥青,进行混捏、轧辊和磨粉。磨粉后的料粉将成为具有一定粒度组成的合格压粉,大腔体合成金刚石专用石墨棒压制刚采用双向等压压制方式,使料粉在模具中,在上、下冲头压力作用下被压实,形成压坯,为进一步提高体积密度,进行一次浸焦处理,在高温下石墨晶体增大,微晶增长迅速,最后在特制的机床上对石墨棒进行车外圆、切片等工序,使石墨片具有定的形状尺寸和表面质量要求,由此生产的合成金刚石用超薄高纯石墨片,受到了国内用户的广泛使用和欢迎。19郑周,司清顺,陈仑,司中信,柳建强,司王路.新郑市恒瑞金刚石碳源有限公司,.T692、T666人造金刚石专用石墨的研制Z.项目立项编号:.鉴定单位:.鉴定日期:2001-12-12摘要:该项目研制的T692.T666石墨材料是专门用于合成人造金刚石的主要原材料。金刚石是由碳元素构成的晶体各种含碳物质在适当的条件下都可以生成金刚石。该石墨产品合成金刚石的效果：金刚石单适中：25腔体：10-12克拉;28腔体：17克拉;金刚石单晶粒度粗：粒峰值：40/45、45/50晶型完整、透明、颜色深黄、方料多。18kg以上的达到20%以上。该项目将石墨的研究与金刚石研究结合起来,提出了碳源石墨的溶解速度直接影响金刚石的成长新观点,发现适合于金刚石生长的人造石墨的结构介于无定形碳到完整石墨之间中间体结构。所研制的产品具有国内领先水平。20.新郑市恒瑞金刚石碳源有限公司,.T692、T666人造金刚石专用石墨Z.项目立项编号:.鉴定单位:.鉴定日期:摘要:T692、T666石墨材料是专门用于六面顶合成设备合成人造金刚石的碳源材料,涉及碳素材料制备技术及人造金刚石合成技术。研究中将碳素材料与人造金刚石两个技术领域结合起来,发现了专用石墨的微观结构是介于无定形碳到完整石墨之间某一定区间的中间结构;提出了专用石墨在合成过程中的溶解速度必须与金刚石晶体生长速度相匹配的新观点。以上两种专用石墨新产品的技术性能指标分别为：石墨化度：884%、886%;灰分0.03%、0.05%;全气孔率：294%、29%。21.国家建材局人工晶体研究所,.无毒重液快速分离人造金刚石与石墨新技术Z.项目立项编号:.鉴定单位:.鉴定日期:22刘玉林,方向前,汪心想,梁遂芳,赵尧敏,方莉俐,王晓毅,张慧敏,张何林,马宏义,杨献红,张晨,柴勇利.河南省化工研究所有限责任公司,.金刚石工具制造用高温石墨模具抗氧化剂研究Z.项目立项编号:.鉴定单位:.鉴定日期:2011-12-21摘要:本项目以复合磷酸盐为主体,添加耐高温材料碱金属氟化物和氮化物等作为抗氧化剂主要成分。通过对抗氧化剂组分、总磷酸盐含量、酸碱pH值、固含量和粘度等方面的研究,优化选择了抗氧化剂中各组分的配比、加入量、加入方式等,最终研制出适合于金刚石工具制造用石墨模具的抗氧化浸渍剂。采用本项目抗氧化剂,真空加压、分步浸渍对石墨模具进行抗氧化浸渍处理,制备出的抗氧化石墨模具,基本保持石墨材料自身电学特性。烧结温度在600900时,平均使用寿命提高一倍以上,使金刚石工具制造成本大幅度降低,减少了生产安全隐患。且抗氧化剂可以重复使用,生产过程无废液排放,不仅降低了能耗,而且减少或避免了对环境的污染。本项目的推广与.23本报记者 王曰文.变“石墨”为“金刚石”N.中国煤炭报,2000-10-26(002).24陈丹.软石墨竟可硬如金刚石N.科技日报,2003/10/20().4.3.4获取方法期刊直接下载pdf格式文件;成果练习相应单位下载caj4.4中国学术期刊全文数据库（世纪期刊）4.4.1检索式关键词=石墨 并且 关键词=金刚石4.4.2检索截图4.4.3题录列表1题名:粉末触媒、石墨配比对合成金刚石质量的影响作者:邓福铭;刘瑞平;张华;刘晓慧;张丹;王强;赵晓凯摘要:将不同配比的Fe70Ni30粉末触媒与石墨混合压制成粉末触媒合成棒,在国产六面顶压机上进行金刚石高温高压合成实验,并对合成的金刚石单产、粒度分布、晶形、抗压强度值、TI、TTI值进行了对比测试与观察分析。结果表明,对Fe70Ni30粉末触媒合成棒而言,当合成棒中Fe70Ni30粉末触媒含量为30%时合成金刚石的单产达到最大值,金刚石的TI、TTI值较高且TI/TTI差值最小,热冲击韧性最好。刊名:超硬材料工程2题名:天然石墨特征对合成金刚石性能影响的研究作者:张晓琳;传秀云;林玉;沈邦友摘要:金刚石合成工业中所用天然石墨应具有极低灰分,同时杂质的种类、含量及状态都是影响金刚石品质的重要因素。本文结合对天然石墨原矿、高纯石墨及由其合成的金刚石进行了光学显微镜、X射线粉末衍射(XRD)、碳硫分析仪、场发射环境扫描电子显微镜(FESEM)和电子能谱(EDX)等测试分析,研究了天然鳞片石墨作为合成金刚石碳源的特点,认为天然鳞片石墨纯度、粒度以及杂质硫元素等对合成金刚石特征和性能有重要影响。刊名:金刚石与磨料磨具工程3题名:压力、功率梯度对金刚石性能的影响作者:鲁伟员;寇自力;姚勇摘要:本文旨在研究两面顶合成工艺中金刚石在生长阶段通过改变压力、功率梯度实现改变生长驱动力后对金刚石性能的影响,分析了相应的影响机理。在间接加热腔体结构中,金刚石生长过程采用两种压力、功率梯度进行合成,合成后对所得的样品进行了静压强度、冲击强度、表面形貌检测。结果表明:生长前期的压力和功率梯度增加两倍,生长后期梯度减缓,TTI和TI分别增加了10。研究认为生长早期压力、功率大梯度(压力增幅大,功率降幅大)有利于提高晶体内部质量,生长后期压力、功率小梯度(压力增幅小,功率降幅小)有利于提高晶体外部质量。刊名:金刚石与磨料磨具工程4题名:人造金刚石合成中黑色低磁金刚石的研究作者:彭放;张美光;陈超;王江华;孙刚;罗相捷摘要:通过对合成金刚石的原材料和合成产物石墨、Ni70Mn25Co5触媒、普通人造金刚石、黑色人造金刚石、NiMnCoC熔体的磁化率测试,以及对黑色人造金刚石和普通人造金刚石破碎断面扫描电镜的对比分析,认为黑色人造金刚石形成低磁性的原因是由于合成过程中温度偏高、压力偏低,生长的金刚石质量差、裂纹多。晶体内夹杂了很多石墨与触媒包裹体,同时金刚石表面与金刚石晶体内的触媒包裹体之间形成贯穿性的裂纹。在金刚石化学提纯处理过程中,金刚石晶体内的铁磁性触媒包裹体杂质被通过裂纹进入的酸除去。因而在检测金刚石磁性时,黑色金刚石的磁性很小,呈弱磁性。刊名:高压物理学报5题名:激光照射石墨悬浮液制备纳米金刚石的研究作者:孙景;翟琪;江雷;雷贻文;杨星;杜希文摘要:本文研究了一种用激光合成纳光金刚石的新方法。利用Nd:YAG脉冲激光照射循环流动的石墨悬浮液成功制备了纳米金刚石。与以往激光合成纳米金刚石方法相比,具有激光功率密度低(106W/cm2)、效率高的特点。利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)分析了分别以炭黑、石墨为原料的不同实验产物的微观组织结构,在此基础上讨论了此方法的反应机理。研究结果表明:该方法制备的金刚石为立方结构,晶粒尺寸约为5nm,其相变路径为:由菱方石墨向立方金刚石的直接转变或六方石墨过渡到菱方石墨并最终形成立方金刚石的间接转变。刊名:金刚石与磨料磨具工程5题名:纳米磷化镓粉体中混杂石墨和金刚石微晶的拉曼光谱分析作者:张兆春;张毅超;张旭;陆雅;郭景康摘要:利用Raman光谱并结合能量色散X射线显微分析(EDX)和X射线衍射图谱(XRD)对混杂于纳米磷化镓粉体内的石墨和金刚石纳米微晶进行了分析。结果表明,在纳米GaP粉体Raman光谱中,位于1324 cm-1和1572 cm-1的两个宽强散射谱带分别归属于金刚石的F2g模和石墨的E2g模振动。EDX结果证实纳米GaP粉体材料中含有碳元素。XRD图谱中出现了石墨和金刚石的低晶面指数衍射峰。刊名:光散射学报6题名:多余碳源的析出形式与宝石级金刚石单晶生长作者:臧传义;马红安;黄国锋;贾晓鹏摘要:温度梯度法生长宝石级金刚石单晶过程中,当籽晶无法完全吸收由高温端扩散下来的碳源时,多余碳源的不同析出形式(再结晶石墨或者自发核)对晶体生长速度有明显的影响。当大量多余碳源以再结晶石墨形式析出时,和以金刚石自发核形式析出不同,晶体的生长速度受到较为明显的抑制作用。例如,以NiMnCo触媒为例,随着合成温度的提高,当多余碳源不再以金刚石自发核形式析出,而是以大量片状再结晶石墨形式围绕在晶体周围时,晶体的生长速度从相对低温时的约3.0mg/h降到较高温度时的1.0mg/h;此外,随着合成压力由5.5GPa降到5.2GPa,晶体生长速度由3.0mg/h降到1.0mg/h,多余碳源析出形式也由金刚石自发核变化为再结晶石墨。刊名:人工晶体学报7题名:石墨转变为金刚石反应的平衡常数作者:高丕英;吕瑞东摘要:用3种方法计算石墨转变为金刚石反应在25时的平衡常数,得到Ka=0.310。刊名:大学化学8题名:石墨材料合成金刚石效果的实验研究作者:张启彪,王松顺摘要:叙述了不同石墨材料合成金刚石的效果。讨论了石墨材料影响合成金刚石效果的因素,在对石墨材料多种性能测试与分析的基础上,指出了合成金刚石用石墨材料的优选原则。刊名:炭素9题名:金刚石单晶生长界面Auger电子能谱分析作者:李颖,郝兆印摘要:本文用Auger电子能谱技术分别对金刚石单晶生长界面的金属膜表面及附近碳原子的Auger谱精细结构、金刚石单晶附近及其表面的Auger谱精细结构进行了分析。Auger谱分析表明,金刚石晶体外的碳的Auger谱与石墨的类似,金刚石单晶上的碳的Auger谱与石墨的主跃迁峰能量相差约3.7 eV,与金刚石单晶Auger谱形相同,介于两者之间的Auger谱反映出碳原子的电子杂化态介于石墨与金刚石单晶之间。结果表明高温高压条件下石墨中碳原子经过“金属催化剂层”才能将碳原子的电子构形从SP2态改变成SP3态,碳原子从而以金刚石四面体结构沉积到金刚石表面,金刚石晶格结构的形成是在金刚石表面层完成的。刊名:金刚石与磨料磨具工程10题名:含硼石墨碳源合成金刚石的试验作者:王松顺摘要:叙述了含硼石墨碳源合成金刚石的效果。讨论了石墨碳源含硼种类及其掺量对合成金刚石效果及其晶体生长性能的影响。在对含硼石墨碳源多种性能进行测试与分析的基础上,指出了选择合成金刚石碳源材料的原则和必要性。刊名:炭素11题名:用含硼T610石墨炭源材料合成透明含硼金刚石作者:王松顺摘要:控制石墨炭源材料的硼含量是透明含硼金刚石合成的关键问题。文中叙述了透明含硼金刚石合成的效果,讨论了石墨炭源材料中的硼含量和合成工艺对透明含硼金刚石合成的影响,指出了提高透明含硼金刚石合成质量的方法和途径。刊名:炭素12题名:冲击引起石墨金刚石相转变机理的探讨作者:张万甲摘要:通过对冲击引起石墨转变为金刚石两种相转变模型的比较和冲击波在疏松介质中传播特性的分析,研究了在冲击波阵面内形成热斑的机制和引起原子发生异常迁移的机制,进而探讨了在冲击波阵面内,在热斑区,石墨