FeNi-Si-C体系金刚石的成核特性

摘要

本文利用掺硅FeNi粉末触媒,在国产六面顶压机上进行了金刚石单晶的合成实验,研究了高温高压条件下,Fe-Ni-Si-C体系合成金刚石单晶的成核特性.结果表明,由于掺Si量的不同,合成金刚石的最低生长条件(压力和温度)并没有太大的改变;但随着触媒中掺Si量的增加,其成核量也随之增加;通过光学成像显微镜观测发现,合成出的金刚石晶体同FeNi-C体系合成的晶体的颜色和形貌具有较大的区别,出现了"两极分化"现象,主要表现为部分晶体质量好,而部分晶体则质量很差(晶体呈浅黑色,晶形不完整等),且随触媒中掺Si量的增加,质量差的晶体比率增高.对不同合成条件的棒料进行X-ray检测发现,在金刚石合成条件下有FeSi和Fe3Si的生成,台阶压力时间的长短直接影响FeSi、Fe3Si的粒度.我们推测,难熔化合物FeSi和Fe3Si参与成核,导致金刚石成核量增加,而这种金刚石的"异形核"存在,会导致晶形不够完整和包裹体的产生.