高温高压下Cu在Ⅱa型金刚石大单晶Ti除氮反应中的作用机理

• 作者: 冯璐 宿太超 尤悦 李尚升 王君卓 聂媛 胡美华 郭明明 高广进
• 来源期刊: 新型炭材料
• 学科: 工学
• 关键词: 高温高压 大单晶 Ⅱa型金刚石 Ti/Cu除氮剂
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 559-566
• 页数: 8页
• 分类号: TQ127.1+1
• 语种: 中文
• DOI: 10.1016/S1872-5805(20)60509-1

摘要

研究Cu在高温高压下Ti除氮反应中的作用机理,对合成优质的Ⅱa型金刚石晶体具有重要意义.本研究在FeNi-C体系中添加Ti和Ti/Cu或TiC和TiC/Cu,在5.6 GPa和1 543 K的条件下使用温度梯度法制备了金刚石大单晶,并使用光学显微镜和红外光谱仪对样品进行表征.结果 表明,Ti或TiC分别与N反应生成TiN和Ti(C1-x,Nx).这种情况下,单独添加Ti或TiC除氮效果差,所合成金刚石晶体中会出现大量的包裹体和凹坑.这是由于反应生成的TiN、TiC和Ti(C1-x,Nx)杂质严重影响晶体质量的结果.Ti或TiC分别与Cu共掺杂,可以促进TiC的分解释放Ti,提高除氮效率,并逐渐减少晶体合成中的缺陷和包裹体数量.这说明Cu的添加量应明显小于Ti,这与普通Ti和Cu的添加比例1∶1不同.最终结果表明,当Ti/Cu质量分数为1.70％/1.06％ (Ti∶ Cu=1∶0.625)时,可以合成出高质量的Ⅱa型金刚石晶体.