炸药爆轰合成纳米金刚石的拉曼光谱和红外光谱研究

摘要

用负氧平衡炸药爆轰法合成纳米金刚石, 并用粉末X射线衍射(XRD)仪、激光Raman光谱仪和红外光谱仪等分析仪器对其结构进行表征. XRD结果表明, 纳米金刚石为立方结构, 由于其内部结构的高密度缺陷、杂质原子的夹杂使谱线偏离, 晶格常数比静压合成的大颗粒金刚石大0.72%. 由于金刚石晶粒细小, Raman光谱特征峰产生宽化, 并且向小波数方向偏移了3 cm-1, 此外在纳米金刚石中还含有极少量的石墨. 红外光谱测试结果中, 3 422 cm-1吸收峰为O-H伸缩振动峰; 在1 634 cm-1出现了H2O的弯曲振动峰, 表明在纳米金刚石样品粉末中含有水分; 2 930和2 857 cm-1是CH2的反对称和对称伸缩振动吸收峰; 2 971 cm-1是CH3的反对称伸缩振动吸收峰, 说明样品中存在极少量的碳氢化合物; 1 788 cm-1吸收峰为CO伸缩振动吸收峰. 文章从纳米金刚石的生成机理上分析了产生这些峰位的原因, 结果表明纳米金刚石属于Ⅰ型金刚石, 在它之中含有ⅠaA型和Ⅰb型金刚石, ⅠaA型金刚石的含量比Ⅰb型金刚石多.