触媒法金刚石单晶合成的高温高压相变机理PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

触媒法金刚石单晶合成的高温高压相变机理PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 概述1

1.1 引言1

1.2 人造金刚石单晶合成技术的发展1

1.2.1 高温高压法1

1.2.2 低压法2

1.2.3 其他合成方法2

1.3 高温高压触媒法金刚石单晶的合成3

1.3.1 触媒法金刚石单晶合成机理的研究3

1.3.2 金刚石单晶合成用触媒的研究9

1.3.3 金刚石单晶合成工艺的研究12

1.4 人造金刚石单晶金属包膜的研究16

1.4.1 金属包膜的组成和形貌17

1.4.2 金属包膜在金刚石单晶合成过程中的作用18

1.5 余氏理论和程氏理论19

1.5.1 余氏理论19

1.5.2 程氏理论21

1.5.3 余氏理论和程氏理论的关系22

1.5.4 余氏理论和程氏理论在金刚石单晶合成机理研究中的应用23

1.6 计算机模拟方法在物相结构研究中的应用23

1.6.1 蒙特卡罗方法24

1.6.2 经典分子动力学方法24

1.6.3 第一性原理计算方法25

1.7 高温高压金刚石单晶合成的热力学基础及研究概况26

1.7.1 石墨-金刚石的P-T相图26

1.7.2 金刚石结晶的“V”形区27

1.7.3 石墨向金刚石转变的热力学动力28

1.8 本书主要内容30

第2章 实验方法及理论计算方法32

2.1 高温高压触媒法金刚石单晶合成实验32

2.1.1 原材料及触媒制备32

2.1.2 高温高压合成实验33

2.2 铁基金属包膜与合成后触媒的组织结构和成分分析34

2.2.1 铁基金属包膜与合成后触媒的SEM分析34

2.2.2 铁基金属包膜与合成后触媒的EPMA分析34

2.2.3 铁基金属包膜与合成后触媒的XRD分析34

2.2.4 铁基金属包膜与合成后触媒的TEM分析34

2.2.5 铁基金属包膜的精细结构分析35

2.3 金刚石单晶／铁基金属包膜界面的精细结构分析36

2.3.1 铁基金属包膜界面的FESEM和EDS分析36

2.3.2 铁基金属包膜界面及界面层的物相结构分析36

2.3.3 铁基金属包膜界面的AFM分析36

2.3.4 铁基金属包膜界面的XPS分析37

2.3.5 铁基金属包膜界面及界面层的电子结构分析37

2.4 第一性原理计算方法38

2.4.1 密度泛函理论39

2.4.2 平面波基组及赝势41

2.4.3 VASP软件包42

2.5 固体与分子经验电子理论的计算方法44

2.5.1 键距差（BLD）方法44

2.5.2 键距差分析的几个问题46

2.5.3 固溶体计算的价电子结构模型47

2.5.4 异相界面价电子结构的计算48

2.6 热力学理论计算方法50

2.7 本章小结51

第3章 金属包膜与合成后触媒的成分和物相结构分布52

3.1 引言52

3.2 铁基金属包膜与合成后触媒的成分53

3.2.1 铁基金属包膜的成分及其分布53

3.2.2 合成后触媒的成分及其分布56

3.3 铁基金属包膜与合成后触媒的组织形貌58

3.3.1 使用铁基触媒合成的金刚石单晶58

3.3.2 铁基金属包膜与合成后触媒的SEM形貌59

3.3.3 铁基金属包膜与合成后触媒的SEM组织62

3.4 铁基金属包膜与合成后触媒的相结构63

3.4.1 铁基金属包膜与合成后触媒的XRD分析63

3.4.2 铁基金属包膜分层的TEM分析65

3.4.3 合成后触媒分层的TEM分析68

3.5 铁基金属包膜的精细结构69

3.5.1 铁基金属包膜的Raman谱分析69

3.5.2 铁基金属包膜的Auger微分谱分析72

3.5.3 铁基金属包膜的M？ssbauer谱分析76

3.5.4 铁基金属包膜的HRTEM分析81

3.6 镍基金属包膜与合成后触媒的成分和组织83

3.6.1 镍基金属包膜与合成后触媒的成分分布84

3.6.2 镍基金属包膜与合成后触媒的组织形貌89

3.6.3 镍基金属包膜与合成后触媒的相结构92

3.6.4 存在的问题96

3.7 本章小结97

第4章 金刚石单晶／铁基金属包膜界面的精细结构99

4.1 引言99

4.2 铁基金属包膜界面的FESEM观察及EDS分析100

4.3 金刚石单晶／金属包膜界面及界面层物相结构表征104

4.3.1 铁基金属包膜界面的XRD表征104

4.3.2 铁基金属包膜界面及内层的FETEM表征104

4.3.3 铁基金属包膜界面及内层的HRTEM表征106

4.4 金刚石单晶／铁基金属包膜界面的AFM分析108

4.4.1 金刚石单晶／铁基金属包膜界面的AFM形貌108

4.4.2 铁基金属包膜界面形貌的形成原因初探112

4.5 铁基金属包膜／金刚石界面的XPS分析113

4.6 铁基金属包膜界面及界面层的电子结构表征119

4.6.1 C原子的EELS分析119

4.6.2 Fe原子的EELS分析122

4.6.3 Ni原子的EELS分析125

4.7 对金刚石生长机理的分析128

4.8 本章小结129

第5章 高温高压下相关物相的晶格常数131

5.1 引言131

5.2 高温高压下相关物相晶格常数的拟合法计算131

5.2.1 温度对物相晶格常数的影响131

5.2.2 压力对物相晶格常数的影响132

5.2.3 温度和压力对物相晶格常数的综合影响137

5.2.4 各相关物相在高温高压下的晶格常数137

5.3 高温高压下相关物相晶格常数的第一性原理计算146

5.3.1 计算方案146

5.3.2 高温高压下石墨晶格常数的计算147

5.3.3 高温高压下金刚石晶格常数的计算153

5.3.4 金刚石合成温度压力下铁基金属触媒各物相晶格常数的计算156

5.4 本章小结159

第6章 高温高压下相关物相的价电子结构160

6.1 引言160

6.2 基于拟合法高温高压下相关物相的价电子结构计算160

6.2.1 金刚石的价电子结构160

6.2.2 金刚石主要晶面的价电子结构162

6.2.3 六方石墨的价电子结构163

6.2.4 六方石墨主要晶面的价电子结构164

6.2.5 Fe3C的价电子结构165

6.2.6 Fe3C主要晶面的价电子结构168

6.2.7 γ-（Fe，Ni）的价电子结构174

6.2.8 γ-（Fe，Ni）主要晶面的价电子结构176

6.3 基于第一性原理高温高压下相关物相的价电子结构计算176

6.3.1 金刚石的价电子结构176

6.3.2 金刚石主要晶面的价电子结构177

6.3.3 六方石墨的价电子结构178

6.3.4 六方石墨主要晶面的价电子结构179

6.3.5 Fe3C的价电子结构180

6.3.6 Fe3C主要晶面的价电子结构182

6.3.7 γ-（Fe，Ni）的价电子结构187

6.3.8 γ-（Fe，Ni）主要晶面的价电子结构187

6.4 本章小结188

第7章 高温高压下金刚石单晶的相变机理分析189

7.1 引言189

7.2 基于拟合法高温高压下石墨向金刚石单晶直接转变的价电子理论分析189

7.2.1 石墨／金刚石单晶主要晶面间的相对电子密度差189

7.2.2 Fe3C／金刚石单晶主要晶面间的相对电子密度差190

7.2.3 γ-（Fe，Ni）／Fe3C主要晶面间的相对电子密度差191

7.3 基于第一性原理高温高压下石墨向金刚石单晶直接转变的价电子理论分析192

7.3.1 石墨／金刚石单晶主要晶面间的相对电子密度差192

7.3.2 Fe3C／金刚石单晶主要晶面间的相对电子密度差194

7.3.3 γ-（Fe，Ni）/Fe3C主要晶面间的相对电子密度差195

7.4 铁基金属包膜各物相在高温高压下的作用196

7.4.1 C原子在金属包膜熔体内的扩散196

7.4.2 高温高压下铁基金属包膜各物相的作用198

7.5 高温高压下铁基触媒组织的初步控制203

7.5.1 触媒设计203

7.5.2 触媒组织与金刚石质量的相关性204

7.6 本章小结205

第8章 高温高压下金刚石单晶的相变热力学207

8.1 引言207

8.2 高温高压下Gibbs自由能变化的关系式207

8.3 Gibbs自由能变化关系式中热力学参数的获得208

8.4 石墨向金刚石转变的热力学分析213

8.5 Fe3C向金刚石转变的热力学分析215

8.6 Ni3C向金刚石转变的热力学分析217

8.7 热力学计算结果分析219

8.8 本章小结221

参考文献222

附录 原子状态杂化表237