三种氮化物触媒原料的cBN单晶合成效果

在压力4.2-5.5 GPa、温度1350-1540℃条件下,分别采用Li3N、Ca3N2、Mg3N2三种氮化物粉末作为触媒合成出了cBN单晶;研究了三种触媒的cBN单晶合成效果,对得到的cBN单晶产量和转化率、粒度分布、抗压强度和表面形貌等进行了表征和对比,并讨论了三种触媒合成cBN单晶的经济性及其应用。结果表明,采用Li3N触媒合成出的cBN单晶,产量和转化率高,单晶粒度大,抗压强度高,晶体生长完善,生长缺陷少,但Li3N触媒价格昂贵,适用于工业化生产高品级cBN大单晶;采用Ca3N2触媒合成出的cBN单晶虽然其产量和转化率低,粒度较小,但生长较为完善,表面缺陷较少,同时Ca3N2触媒价格便宜,适用于工业化生产高品级的cBN小单晶;采用Mg3N2触媒合成出的cBN单晶产量和转化率居中,单晶粒度小,晶体表面粗糙,存在较多生长缺陷,但Mg3N2触媒价格低廉,可大大降低cBN单晶的生产成本,适用于工业化生产较低品级的cBN单晶和微粉。

高温高压下cBN单晶转变机理的EET理论分析

使用ab从头算原理计算了六方氮化硼(hBN)和立方氮化硼(cBN)在cBN单晶合成温度和压强下(1800K,5.0GPa)的晶格常数。通过EET理论构建了hBN和cBN的共价电子结构,并计算出九组hBN和cBN单晶的不同低指数晶面之间在高温高压下的相对共价电子密度。根据TFDC理论分析判断,发现hBN的(110)与cBN的(110)、hBN的(100)与cBN的(100)分别连续,两组晶面组合的相对共价电子密度差均小于<10%。这表明:这两组hBN/cBN晶面之间的价电子结构相差不大,可以诱使hBN直接转变为cBN。因此本文认为:从价电子结构的角度分析,高温高压下的cBN单晶极有可能是由hBN直接转变而来的。

微波–熔盐热处理在CBN表面形成TiN类石墨烯晶体

用Ti和CBN粉体,通过微波–熔盐处理法在CBN表面反应生成氮化物材料,利用XRD、SEM和EDS对涂层的化学组成、相组成和微观结构进行分析和表征。结果表明:经过熔盐处理,在CBN表面形成TiN、Ti_2N、TiN_(0.3)和TiB_2组织。粗粒度的CBN表面形成的涂层厚度约2.8μm,涂层表面有许多微小孔洞;当CBN较细时,CBN表面形成纳米花蕾状组织,花蕾状涂层组织由许多氮化钛纳米棒和片状组织构成。此外,CBN颗粒间还存在许多TiN类石墨烯晶体组织,厚度约40~90nm。

Li_3N-hBN体系中引入调节剂对合成cBN的影响

引入调节剂是一种改善立方氮化硼生长环境的重要手段.本文中,我们研究了在Li_3N-hBN体系中引入调节荆对合成立方氮化硼的影响.研究发现,调节荆的引入对立方氮化硼成核有明显的影响,并且通过光学显微镜可以明显发现调节剂曾有溶融的迹象,认为是调节剂在高温高压下发生溶解,改变了立方氮化硼生长溶液的性质,为立方氮化硼的生长提供了良好的生长环境,改变了立方氮化硼的生长速度,使晶体形貌得到了明显的改善.通过电镜分析,发现调节荆含量的不同给晶体带来了不同的缺陷.

添加剂Li_8SiN_4对cBN晶体形貌的影响

在４．５～５．０ＧＰａ，１５００～１８００℃范围内，在Ｌｉ基复合氮硼化物的催化体系中添加Ｌｉ８ＳｉＮ４后，得到了具有光泽的棕色透明的ｃＢＮ单晶。研究了ｃＢＮ晶体的形貌，结果表明，添加Ｌｉ８ＳｉＮ４后得到的等积形ｃＢＮ晶体的百分比明显增多，除部分截角四面体外，多为截角八面体晶体，且棱角尖锐。

Ca_(0.28)Ba_(0.72)Nb_2O_6单晶的光学常数及吸收特性

山大晶体所采用提拉法生长出新晶体铌酸钙钡。本文通过分光光度计和椭偏光谱仪分别测得室温下铌酸钙钡的透射率和折射率随波长的变化关系。透射率光谱显示该晶体在波长大于 380nm的可见光谱区是透明的。色散关系表明此材料的双折射较大 ,在短波区域寻常光及非常光的折射率之差约为 0 .1 2。此外 ,由透射率曲线计算了可见光范围内铌酸钙钡的吸收系数。从而得到吸收系数的平方根与光子能量的函数关系曲线。通过对该曲线的研究 ,发现铌酸钙钡晶体吸收边以下对应的跃迁为间接跃迁 ,计算出间接跃迁的禁带宽度Eg 以及声子能量EP。

立方氮化硼单晶-金刚石薄膜异质p-n结

在 Ｓｉ 中掺杂 Ｎ 型片状立方氮化硼单晶的（１１１） 面上，利用热灯丝化学气相沉积方法生长了掺 Ｂ 的 Ｐ 型金刚石薄膜，从而制得了立方氮化硼单晶金刚石薄膜异质ｐｎ 结，测试了该ｐｎ 结的 Ｖ Ａ 特性，结果表明其整流特性良好。

立方氮化硼横向电光调制半波电压的测量

宽禁带半导体材料立方氮化硼(cBN)具有闪锌矿结构和43m点群对称性,因此cBN晶体也是电光晶 体。用cBN晶体进行了横向电光调制,首次观察到cBN的电光效应,并且测得了样品的半波电压.

立方氮化硼晶体生长与三大基材的关系

文章将复合传压介质的特性、六方氮化硼的纯净性及Ca、Li基触媒三大基础材料的组成与立方氮化晶体生长的关系进行了论述。指出,传压介质的化学特征组成与特性对稳定的压力场的建立是有着重要影响的;六方氮化硼的晶体结构及其中的氧含量对其生长率与品质是至关重要的;触媒的类型则是决定立方氮化硼晶体生长热力学参数变化的因素。

高温高压下氮化硼的结晶化及立方氮化硼的合成

研究了非晶ＢＮ、二维有序ＢＮ和低有序度六方ＢＮ（Ｇ．Ｉ＝６．１）在高温高压下的结晶行为及不同有序度的ＢＮ对立方ＢＮ合成的影响。研究结果表明，低有序度ＢＮ向高有序度六方相转化，但不同有序度的ＢＮ原料向立方ＢＮ转化的行为不同。少量Ｂ掺杂下的立方氮化硼的合成实验发现Ｂ的掺入阻碍立方ＢＮ的生成。低有序度ＢＮ不易向立方ＢＮ的主要原因可以认为是它们存在较多的Ｎ空位，高温高压下随着ＢＮ的结晶化。

大颗粒立方氮化硼单晶合成

文章了讨论近年来大颗粒立方氮化硼(cBN)单晶的合成技术,指出了高温高压法制备大颗粒立方氮化硼(cBN)研究现状及存在的问题,并在此基础上指出了大颗粒cBN单晶制备技术的发展方向。

高温高压制备黑色立方氮化硼

利用国产六面顶压机,采用高压合成技术,以温度(1200-1500℃)、压力(5 GPa)、时间(20-60 min)及触媒(MgMg3N2)等为试验影响因素进行了探究,并对实验结果先进行光学显微镜形貌分析,然后再对块体试样进行XRD分析,最后对其机理进行了探究。通过改变实验变量得出最佳合成工艺:在Mg/Mg3N2为1/4、温度为1250℃、压力为5 GPa、MgMg3N2/h BN为1/4,保温时间为40 min的具体工艺下,制备出了产量较高的高性能黑色c BN晶体。

Measurement of the linear electro-optic coefficient of a minute cBN sample

Cubic boron nitride (cBN) is a kind of artificial (synthetic) crystal. Transverse electro-optic modulation in a minute cBN sample was carried out. Basing on the practical form of the crystal, we established the theoretical and experimental method according to the sample. For the first time, the linear electro-optic effect was observed in cBN, and half-wave voltage of the cBN sample was measured successfully. Furthermore, its linear electro-optic coefficient was calculated at 1.17×10?14 m/V.

锂基触媒体系中不同形状立方氮化硼晶体的高压合成

采用高温高压方法,以六角氮化硼(hBN)为原料、选用氮化锂(Li3N)、氢化锂+氮化锂(LiH+Li3N)、氢化锂(LiH)、氢化锂+氨基锂(LiH+LiNH2)、氮化锂+氨基锂(Li3N+LiNH2)为触媒,在合适的温度、压力及生长工艺条件下,分别得到了厚板状、类球形、八面体或六八面体、扁锥状和片状六边形形貌立方氮化硼(cBN)晶体。总结了不同锂基触媒/添加剂对合成的cBN晶体形貌变化的影响。