【摘 要】
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本文对激光诱导合成金刚石的机理进行了多方面的较深入的探索。首次估算了石墨直接转化金刚石所必须越过的势垒值为8.565×104J.mol-1。说明了宏观高压并非是这一转化的必要
【机 构】
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天津市乾宇超硬科技有限公司,天津大学材料科学与工程学院
【基金项目】
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国家自然科学基金项目资助(编号:50372043);天津市科技培育项目资助(编号:043101211)
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本文对激光诱导合成金刚石的机理进行了多方面的较深入的探索。首次估算了石墨直接转化金刚石所必须越过的势垒值为8.565×104J.mol-1。说明了宏观高压并非是这一转化的必要条件。对于激光诱导合成金刚石,其激光源的功率密度不应低于2.534×105W.cm-2。提出并计算了有利于激光诱导合成金刚石的若干因素:靶前激光维持爆轰波的压力可达几个GPa数量级;粒径为4nm的石墨微粒,其晶体本身表面高压可达3.32GPa;石墨被加热后,其晶体自身的热压力可达几百MPa;晶体表面原子振幅远大于体内,其动能可达1.6×10-19J;被激光照射时,石墨原子的平均振幅大到常温时的8倍以上。用细微石墨颗粒作原料更易于合成金刚石。将宏观的热力学理论与微观的物质结构及相变的微观机理结合起来,能较好地阐明该相变机理。
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