过渡金属轻元素化合物的高温高压制备

摘要：

过渡金属轻元素化合物(TMLEs)由于具备高硬度,高熔点,优异电学、磁学、超导等性质受到广泛关注,是一类具有优异力学性能的功能性材料.优异力学性能与功能性的结合使TMLEs成为极端环境下使用的特种材料.然而, TMLEs的制备往往需要高温高压(HPHT)极端实验条件来克服能垒.目前,已经有了大量HPHT制备TMLEs的报道,然而,多数只关注产物的性质,对在HPHT下TMLEs的生长机制报道较少.因此,总结HPHT制备的TMLEs，分析TMLEs的晶体生长过程,对理解TMLEs的晶体生长机理、探究新型TMLEs的制备具有重要意义.结合本课题组研究经验及其他相关文献，总结了HPHT方法制备的过渡金属硼化物(TMBs)、碳化物(TMCs)和氮化物(TMNs)的晶体生长情况,分别从起始原料、温压条件、晶体形貌等方面分析了TMLEs的生长机制.总结如下:通过原料配比和温度控制是制备TMBs单一相的关键,提出硼亚结构单元是使TMBs形成台阶式生长模式的本质因素，碳源和氮源的选择决定了TMCs和TMNs的生长机制.同时提出,缺少利用HPHT制备TMLEs毫米级单晶的报道,限制了TMLEs部分本征的性质探究;并且,新型高轻元素含量的TMLEs结构依然有待开发.随着人类对材料的要求越来越苛刻,以及TMLEs的不断发展,TMLEs将在未来特种材料领域具有不可替代的地位.

关键词：过渡金属轻元素化合物、过渡金属硼化物、过渡金属碳化物、过渡金属氮化物、高温高压、晶体生长、大腔体压机、高熔点

所属期刊栏目：51

分类号：TB34(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-07-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：881-892