摘要
金刚石材料的石墨化行为降低了其加工难度,因此,研究诱导金刚石石墨化的因素有望为金刚石加工技术的革新与开发提供新的线索。总结了激光参数和应力对金刚石石墨化的诱导机制。激光诱导金刚石石墨化主要是指短脉冲激光在金刚石加工过程中的升温诱导,即高能激光引起温度的急剧升高,使金刚石的碳碳键断键重连而形成石墨结构的过程;此外,激光能量密度、脉冲宽度、脉冲数量、激光功率和扫描速率在激光加工过程中相互关联,共同影响金刚石石墨化的过程。应力诱导主要是指抛光或压痕加工过程中,通过增加压力来改变金刚石立方晶体结构的键长和键角而使金刚石结构变得不稳定,随后的再减压过程使碳原子从被压缩的不稳定金刚石相转变为稳定石墨相;此外,过渡金属如铁、铬、钴、镍、铂、钛等对金刚石石墨化相变的催化作用主要表现在金属价层结构中存在的未配对电子和金刚石表层原子的电子配对形成化学键使碳原子移动重构为石墨结构。基于金刚石石墨化诱导机制提出如何改进金刚石材料加工过程中的效率,并根据石墨化特点改善金刚石材料的表面性能。
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