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泥泡浅谈关于金刚石的人工合成方面的研究 |
2013-9-24 18:00:57 |
泥炮浅谈关于金刚石的人工合成方面的研究 在常温常压下,石墨为稳定相,金刚石为介稳态相,若从石墨转化金刚石必须使温度和压强处于AOC区域。 由于金刚石的特殊性能和用途,人们很早就曾尝试人工合成。19世纪末法国著名化学家莫瓦桑(H. Moissan)曾两次宣称已将石墨转化成金刚石,这一消息令穷人欣喜,富人沮丧,然而由于他们所实施的反应压强太低,实际上根本无法将石墨转化成金刚石。直到1954年,霍尔等人以熔融的FeS作溶剂,在高温高压下首次实现石墨转化成人造金刚石。 现在工业上合成金刚石一般采用静态加压法,将石墨片和催化剂(如镍铬铁合金)材料片隔层装入叶蜡石柱体圆孔中,然后将它放在六面顶压机上施加高温高压。反应结束后,用高氯酸消除石墨,用电解法或酸消除催化剂,用熔融的氢氧化钠除去硅酸盐,得到粒度不同的人造金刚石晶粒。 关于石墨转化金刚石的机理,通常有两种观点,一种观点是认为石墨溶解在金属催化剂中成为单个碳原子,然而在冷却时结晶生成金刚石。另外一种观点则认为石墨的C―C键不发生断裂而在催化剂作用下按一定方向位移直接转化成金刚石晶体结构。 20世纪80年代,人们发现利用甲烷热解所产生的碳原子,可以沉积在加热的表面上形成混有石墨的金刚石微晶。然而,人工合成宝石级的金刚石仍是一个人类尚未解决的难题。 |
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