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用纯铁粉末触媒合成工业金刚石

SYNTHESIS OF INDUSTRY DIAMOND USING PURE IRON CATALYST

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【作者】 秦杰明； 马红安； 任国仲； 臧传义； 贾晓鹏；

【Author】 Qin Jieming~(1,2) Ma Hongan~(1,3) Ren Guozhong~1 Zang Chuanyi~(1,3) Jia Xiaopeng~(1,3)(1. National Lab of Superhard Materials, Jilin University, Changchun 130012,China) (2. Inner Monglia Unversity for Nationalities,Tongliao 028043, China)(3. Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, China)

【机构】 吉林大学超硬材料国家重点实验室； 吉林大学超硬材料国家重点实验室 吉林； 长春130012； 内蒙古民族大学； 内蒙古； 通辽； 028043； 吉林； 河南理工大学； 河南； 焦作454000； 长春130012； 焦作454000；

【摘要】 本文利用纯铁粉末 (α -Fe ,纯度为 99 9% )作触媒在国产六面顶压机上进行了金刚石单晶的合成 ,研究了高温高压条件下 ( 5 7GPa ,13 70℃～ 165 0℃ ) ,石墨碳—纯铁体系中金刚石单晶的生长特性。通过光学成像显微镜观测表明 ,合成出的金刚石单晶呈浅黄色 ,晶形完整 ,且多为八面体 ,粒度约为 0 2～ 0 3mm。通过穆斯堡尔谱对晶体内部的杂质进行了测试分析 ,发现合成样品中除有少量的α -Fe外 ,其杂质的主要成分为碳化铁 (Fe3C)。我们根据Fe -C相图对碳化铁形成的机理进行了分析。认为 :由于Fe -C相互作用较强 ,在金刚石生长过程中 ,Fe元素容易以包裹体的形式进入金刚石内部。在降温的过程中 ,金刚石内部分离形式的Fe和C以碳化铁的形式出现

【Abstract】 In this paper, diamond crystals were synthesized using pure iron powder （α-Fe） as catalyst in cubic multi-anvil high pressure apparatus. The growing characteristics of diamond at 5.7GPa 1370℃～1650℃ in the graphite-pure iron system was studied. The synthesized crystals showed pale yellow color and well octahedron shape within the size of 0.2～0.3 mm. The impurities in the crystals were investigated by Mssbauer spectroscopy. The analysis results showed that the impurities in the diamond are mainly iron carbide （Fe3C） and a few α-Fe. Based on the Fe-C phase diagram, the forming mechanism of Fe3C in diamond was analyzed. It is suggested that, because of the strong action of Fe-C, Fe tends to stay in diamond during its growth. As the temperature drops, the included Fe and C will be combined into Fe3C.

【关键词】 高温高压； α-Fe粉末触媒； 工业金刚石；
【Key words】 HPHT； α-Fe powder catalyst； industry diamond；
【基金】 国家自然科学基金项目 (50 1 72 0 1 8) ;河南理工大学引进人才基金项目
  • 【文献出处】 金刚石与磨料磨具工程 ,Diamond & Abrasives Engineering , 编辑部邮箱 ,2004年05期
  • 【分类号】TQ164
  • 【被引频次】3
  • 【下载频次】186
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