对Fe-Ni-B催化剂合成的金刚石中含硼包裹物的研究

本文以自制的Fe基含硼合金作催化剂,石墨片作碳源,压力和温度分别为5. 3GPa和1570K条件下,在六面顶压机上合成了0. 6mm左右的含硼金刚石晶体。利用X射线衍射仪(XRD)分析了金刚石晶体的结构,证明金刚石是六方结构的。在光学显微镜下观察了金刚石的晶形,利用透射电子显微镜(TEM)和能谱仪(EDS)对金刚石晶体进行了微观分析,发现了多种含硼包裹物,包括(Fe,Ni)23 (C,B)6, (Fe,Ni)3 (C,B), (Fe,Ni)B, (Fe,Ni)2B,Ni3B,B4C等。研究了它们的化学组成与微观结构,并分析了含硼包裹物的来源与形成过程。结合金刚石的生长过程分析认为,合金触媒是金刚石中包裹物元素的主要来源,通过调整触媒的成份和含量可以控制金刚石内杂质元素的种类。硼元素在金刚石中既可以以化合物的形式存在,也可以替代碳原子存在于金刚石内。