金刚石/金属触媒界面表征及金刚石生长的热力学分析

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• 出版年：2010
• 作者：钮震；许斌；田彬；高才；马中全
• 单位1：山东建筑大学材料科学与工程学院
• 出生年：1985
• 学历：硕士
• 语种：中文
• 作者关键词：高温高压；热力学；金刚石生长；Gibbs自由能；界面
• 起始页：1367
• 总页数：6
• 经费资助：国家自然科学基金(50972084)资助项目；山东省自然科学基金(ZR2010EM050)资助项目
• 刊名：人工晶体学报
• 是否内版：否
• 刊频：双月刊
• 创刊时间：1972
• 主管单位：中国建筑材料联合会
• 主办单位：中材人工晶体研究院
• 主编：沈德忠
• 电子信箱：jtxbbjb@126.com
• 网址：www.jtxb.cn
• 卷：39
• 期：6
• 期刊索取号：P311.06105
• 核心期刊：中文核心期刊；《EI》核心期刊

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△G＜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（1500～1700K、5～6GPa），Me₃C□C（金刚石）+3Me比石墨□金刚石的△G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。