【摘 要】
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利用温度梯度法,在5.0—5.7GPa,1250—1600℃条件下,研究了FeNiMnCo触媒合成宝石级金刚石的温度和压力区间,给出了P-T相图.基于有限元法的温度场模拟及碳素浓度梯度拟合结果
【基金项目】
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国家自然科学基金(批准号:50572032,50801030)资助的课题~~
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利用温度梯度法,在5.0—5.7GPa,1250—1600℃条件下,研究了FeNiMnCo触媒合成宝石级金刚石的温度和压力区间,给出了P-T相图.基于有限元法的温度场模拟及碳素浓度梯度拟合结果表明,I型温度场只适合生长大尺寸优质板状及小尺寸塔状金刚石单晶;II型温度场可以合成出大尺寸优质板状或塔状金刚石单晶.该结论被Ib型及掺硼宝石级金刚石晶体生长实验所证实.提出碳素浓度梯度是决定晶体生长速度及合成晶体品质的关键因素.研究得到了只有触媒中温度场分布与晶体尺寸、形貌相匹配时,才能合成出优质宝石级金刚石单晶的晶体生长规律.揭示了{110}和{113}高指数晶面在Ib型金刚石"V"形区内的分布规律.通过傅里叶红外光谱检测发现,FeNiMnCo触媒合成金刚石的氮含量较低,较低的氮含量是由铁会降低金刚石氮含量所致.氮含量低有利于金刚石的光谱透过性.
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