无添加剂纳米晶聚晶金刚石块体合成及表征

作者：张金强; 邹芹; 柯雨蛟; 王晓磊; 王良; 唐虎; 李建敏; 赵玉成; 王明智

来源：矿冶工程, 2015, 35(05): 125-131.

• 纳米金刚石
• 聚晶金刚石
• 圆葱碳
• 添加剂
• 烧结
• 合成

以圆葱碳(OLC11,1 100℃及1 Pa条件下退火处理纳米金刚石所得)为原料,在5001 400℃/46 GPa/530 min条件下烧结合成无添加剂纳米晶聚晶金刚石(NPCD)块体。XRD、HRTEM、FESEM、维氏硬度等分析表明,高温高压烧结后,OLC11转变为金刚石,同时金刚石颗粒长大连接形成D-D型NPCD块体。NPCD主要由金刚石组成,还含有石墨和少量无定形碳。NPCD内存在大量纳米孪晶。烧结温度对NPCD的晶粒尺寸、密度、维氏硬度影响较大,烧结压力的影响较小。1 200℃/5.5 GPa/15 min合成的NPCD平均晶粒尺寸、密度和维氏硬度指标较好,分别为10.7 nm、2.70 g/cm3和32 GPa。烧结过程中,高温高压使得OLC11石墨层由内而外破裂形成金刚石颗粒,相邻OLC11通过悬键连接形成金刚石大颗粒,再通过D-D键键合形成NPCD块体。

• 单位
  亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室; 燕山大学; 广东奔朗新材料股份有限公司