Fe-C系活度相互作用参数与温度的关系

实验测定了不同温度下,C在Fe-Mn熔体(xFe=0.102 3～0.789 9,xMn=0.055 1～0.638 0)中的溶解度。应用Gibbs-Duhem方程,结合实验结果,引用文献报道的实验数据,通过严格的热力学推导与计算,获得1448～2033 K范围适用的Fe-C系中εCC,ρCC和ρCC,C与温度的关系式分别为εCC=-3.016 8+11 046.626 4/T,ρCC=43.639 2-5 523.313 2/T和ρCC,C=-28.087 2。计算结果表明,这些关系式既能满足Gibbs-Duhem方程的必要条件εCC+2ρCC+3ρCC,C=0,又能满足C含量高时体系稳定的必要条件1+εCCxC+2ρCCx2C≥0。

Fe-C(H)系高温高压合成金刚石多晶的RAMAN与PL光谱研究

Fe-C(H)系高温高压合成金刚石多晶的FESEM,RAMAN和PL光谱研究表明:构成多晶的金刚石晶粒多为八面体形态,同时其形成环境比较稳定。在金刚石晶粒中存在与氮相关、与镍相关及塑性形变等缺陷,且不同金刚石晶粒中的缺陷不完全相同。基于镍易在金刚石中形成发光中心及氢可以加速金刚石多晶的形成,为了提高金刚石单晶的质量,应该尽量在压腔中使用纯铁作为触媒,且在引入氢的同时除氮。

天然与Fe-C(H)系高温高压合成金刚石多晶的光学属性对比研究及意义

山东蒙阴天然金刚石多晶与Fe-C(H)系高温高压(HPHT)合成金刚石多晶的光学显微镜、拉曼光谱、光致发光谱及红外光谱等的对比研究表明,相似的金刚石晶粒形态、表面生长台阶、结构功能团及缺陷等决定着两者存在成因上的联系;而自金刚石多晶的深部至表面,缺陷的不同变化规律及金刚石晶粒间聚集方式的差异等暗示着两者的生长历史并不完全相同;天然金刚石多晶的形成可能经历早期快速成核-长大、中期长大及漫长的后期改造三个阶段;基于晶体成核、长大及后期改造的思想,从微结构、微成分的角度厘定金刚石多晶中的标型信息,有利于拓展金刚石找矿、地球深部重大科学问题探讨等的思路和方法,也有利于为高品级金刚石多晶的合成提供新的科学线索。

天然与Fe-C(H)系高温高压合成金刚石多晶的光学属性对比研究及意义(下)

山东蒙阴天然金刚石多晶与Fe-C(H)系高温高压(HPHT)合成金刚石多晶的光学显微镜、拉曼光谱、光致发光谱及红外光谱等的对比研究表明,相似的金刚石晶粒形态、表面生长台阶、结构功能团及缺陷等决定着两者存在成因上的联系;而自金刚石多晶的深部至表面,缺陷的不同变化规律及金刚石晶粒间聚集方式的差异等暗示着两者的生长历史并不完全相同;天然金刚石多晶的形成可能经历早期快速成核-长大、中期长大及漫长的后期改造三个阶段;基于晶体成核、长大及后期改造的思想,从微结构、微成分的角度厘定金刚石多晶中的标型信息,有利于拓展金刚石找矿、地球深部重大科学问题探讨等的思路和方法,也有利于为高品级金刚石多晶的合成提供新的科学线索。

Fe-Ce系化合物相结构稳定性的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了CeFe_2、CeFe_5、Ce_2Fe_(17)三种化合物的生成焓、结合能、电子结构、弹性性能、力学性能及德拜温度。生成焓和结合能表明三种化合物均具有热力学稳定性,且Ce_2Fe_(17)具有最好的化合物形成能力;态密度图表明三种化合物的成键方式相似,成键电子主要是由Ce的6s、5p、4f轨道电子与Fe的3d轨道电子贡献;差分电荷密度图得出三种化合物均有金属键、离子键、共价键三种键构成;杨氏模量、剪切模量、德拜温度、理论硬度的大小顺序进一步得出Ce_2Fe_(17)具有最好的力学、热力学稳定性。

Fe-C(H)系高温高压合成金刚石的研究及意义

Fe-C(H)系高温高压(HPHT)合成金刚石的形态、微形貌、微成分及微结构的研究表明,所合成金刚石大多为八面体,且自中心→边缘以片层式生长方式为主;HPHT合成金刚石粒度小,极有可能与其形成仅经历了早期成核-长大阶段有关,中后期会因为所合成金刚石小晶粒表面能的差异而聚结,致使长大受限;Fe-C(H)系HPHT合成金刚石中聚合态氮的出现,与氢可以有效降低单替代氮向聚合态氮转变的活化能有关;目前,通过氮聚合转变的计算获得天然金刚石的形成时间达到若干亿年,这一问题值得商榷;在充分关注氢的影响基础上,从HPHT热力学的角度围绕表面能对金刚石长大的影响进行研究,不但有利于解决金刚石HPHT合成中存在的问题,而且可以在HPHT合成金刚石与天然金刚石形成的解释中建立桥梁.