无添加剂纳米晶聚晶金刚石块体合成及表征

摘要：

以圆葱碳( OLC11 ,1 100 ℃及1 Pa条件下退火处理纳米金刚石所得)为原料,在500~1 400 ℃/4~6 GPa/5~30 min条件下烧结合成无添加剂纳米晶聚晶金刚石( NPCD)块体. XRD、HRTEM、FESEM、维氏硬度等分析表明,高温高压烧结后,OLC11转变为金刚石,同时金刚石颗粒长大连接形成D-D型NPCD块体. NPCD主要由金刚石组成,还含有石墨和少量无定形碳. NPCD内存在大量纳米孪晶. 烧结温度对NPCD的晶粒尺寸、密度、维氏硬度影响较大,烧结压力的影响较小. 1 200 ℃/5.5 GPa/15 min合成的NPCD平均晶粒尺寸、密度和维氏硬度指标较好,分别为10.7 nm、2.70 g/cm3 和32 GPa. 烧结过程中,高温高压使得OLC11石墨层由内而外破裂形成金刚石颗粒,相邻OLC11通过悬键连接形成金刚石大颗粒,再通过D-D键键合形成NPCD块体.

关键词：纳米金刚石、聚晶金刚石、圆葱碳、添加剂、烧结、合成

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分类号：TQ164.8

资助基金：河北省高等学校科学技术研究青年基金项目QN20131092;河北省自然科学基金面上项目E2015203232;中国博士后科学基金特别资助2015T80895;河北省首批青年拔尖人才支持计划;机械工程学院协同创新研究项目JX2014-3

在线出版日期：2015-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：125-128,131