直接转化法合成大尺寸纯相多晶金刚石

在不同热力学条件下,以不同碳源为初始材料,采用直接转化法合成不同晶粒尺寸、不同颜色的纯相多晶金刚石块体(φ6mm×6mm),并用X射线衍射、Raman光谱及扫描电镜等方法检测验证。采用维氏压痕法测得纳米结构的黄色透明样品硬度为130~270GPa(加载3N)。对黄色透明样品进行砂轮对磨实验,其磨耗比达1.658×10~6,约为现在市场上主流钴基石油用金刚石复合片的25倍。差热分析表明:黄色透明样品的热稳定性与克拉级单晶金刚石基本持平;以纳米结构多晶金刚石与金刚石大单晶对磨,测定其磨耗比为2.5,表现出比金刚石大单晶更优越的耐磨性。

气液爆轰控制合成多晶纳米二氧化钛

以氢气、氧气和四氯化钛为混合前驱体,通过气液爆轰法合成了多晶纳米二氧化钛。研究了不同摩尔比例的前驱体和初始反应压力对纳米二氧化钛晶相结构的影响。采用X射线衍射及透射电子显微镜对产物的纳米结构、成分、颗粒大小和形态进行了表征。结果表明:获得的二氧化钛存在纯净的锐钛矿相、纯净的金红石相和混合相,其中混合相的球形或者类球形颗粒粒径为20~150 nm。分析了纳米二氧化钛在气液爆轰中的形成机制。基于C-J理论和化学反应数据,计算了爆轰参数;该参数验证了不同摩尔比例的前驱体和初始反应压力对控制合成多晶纳米二氧化钛的影响。