PDF《当前我国新触媒的研究和应用》

( 2) B 在从量少→多时, 金刚石颜色相应由天蓝 →黝黑, 并有使金刚石晶体排渣性能增强的作用;

( 3) B、 Al、 P、 Ba 可获得半导体金刚石;

( 4) Si、 M g、 V 、 W 可有利于金刚石长大;

( 5) N、 Si 可改善金刚石的各种特性和成核速 度;

( 6) Fe、 Co、 Ni、 T i、 Cu、 Cr、 La、 Ce、 B、 N2 等可以 改变金刚石不同的颜色. 最近的研究证明B、 N2 对改 变金刚石的颜色的作用相当明显. 近年的研究还表明: 非金属类不少化合物亦可做 触媒, 如: ( 1) 碳酸盐 CaCO

3、 Na2CO

3、 Li2CO

3、 MgCO3 等;

( 2) 磷酸盐 Na2PO3 等;

( 3) 硫酸盐 CaSO4 ・0. 5H2O 等;

( 4) 硼酸盐 NaB4O7 等;

( 5) 氢氧化物 Ca( OH)

2 等;

( 6) 氢化物 LiH

2、 CaH2 等;

( 7) 碳化物 SiC、 B4 C 等;

( 8) 氮化物 hBN、 cBN 等;

( 9) 硼氮化合物 M g2BN2 、 LiBN

2、 Ca3 B7N

4 等. 以上有些盐类与金刚石合成有着较强的触媒作 用, 甚至合成出来的金刚石无色、 透明, 可与天然金刚 石相媲美.正是由于这些信息的启迪, 所以始终在触 媒工作上不断下功夫, 尤其是近 1-

2 年, 不少触媒生 产企业加大了科研经费的投入.据初步统计, 近两年 来本单位做了几百套的调整工艺、 调整成份的试验, 结果获得了较为满意的新产品. 我们在调整微量元素成份的过程中, 特别强调的 是所合成金刚石的粗颗粒、 高强度. 在制定方案时, 以40/

60 三个粒度号 110~150N 为基本依据. 试验采用过渡金属类和非金属类两大组, 两组的 工作重点目前侧重于非金属类, 但有些可降低合成温 度和压力的金属也作了一定试验. 2.

2 试验主要使用设备 ( 1) 真空感应熔炼炉 a) 规格型号: SL 91-354;

制造厂家: 上海电炉 厂;

功率: 100KW . b) 规格型号: 2C-0. 05T ;

生产厂家: 辽宁省锦州 变压器电炉厂;

功率: 100KW. ( 2) 320mm 缸径铰链式液压机等金刚石试验 专用设备. 2.

3 触媒生产工艺流程图( 见图 1) 图1触媒生产工艺流程图

3 方案选择 近两年来, 在金属添加剂和非金属添加剂方面做 了不少工作, 都取得了一定的进展.本报告重点讨论 非金属添加剂的若干问题. 3.

1 添加剂组份的选择 主要有九大类盐或化合物, 本次综合考虑了氮化 物、 碳化物、 硼酸盐和硼氮化合物, 主要是考查硼、 氮、 碳、 硅、 磷等元素加入后是否能改善金刚石的性质. 笔 者曾在专著[ 2] 中专门论述过今后新的超硬材料必将 在碳周边的元素中选择, 同时在该书中也详细描述过 B、 C、 N 三元素的类金刚石新超硬材料.我国著名物 理学家苟清泉先生也在文献[ 6] 中提出 硼皮氮心 的 主要观点和理论分析. 笔者认为这是一个应长期重点 研究的问题.这些元素的晶胞参数跟金刚石比较接 近.见表 2:

3 表2一些元素金刚石晶体结构与物理性能 元素或合金 密排 晶面 密排面上的 原子间距( nm ) 外层 电子 晶体结构 晶胞常数 ( nm ) 常压下熔点 ( ℃) Ni( ) ( 111) 0.

2486 d8s2 面心立方 0.

352 1455 Co( ) ( 111) 0.

2507 d7 s2 面心立方 0.

534 1493 Mn( r ) ( 111) 0.

273 d5 s2 面心立方 0.

385 1245 Ni70M n25C o5 ( 111) 0.

252 d3 s2 面心立方 0.

359 1210 B ( 110) s2 p1 面心立方

2300 N2 由于 N2 要到很低的温度下才能生成固体, 故缺少有关资料. Si ( 111) 0.

235 s2p2 面心立方 0.

543 1410 C u ( 110) 0.