电渣冶金技术的最新进展简介(一)
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气相爆轰合成纳米金刚石 气相爆轰合成法最早是用来合成纳米金刚石。俄罗斯A.M.Staver等[在俄文刊物上报道了在炸药爆轰残余灰尘中含有金刚石;之后,在美国LosAlamos国家实验室的N.R.Greine…
气相爆轰合成纳米金刚石
气相爆轰合成法最早是用来合成纳米金刚石。俄罗斯A. M. Staver等[在俄文刊物上报道了在炸药爆轰残余灰尘中含有金刚石; 之后,在美国Los Alamos国家实验室的N.R.Greiner等[36]在著名的Nature杂志以“爆轰碳烟中的金刚石(Diamonds in Detonation Soot)”为题发表了利用负氧平衡炸药爆轰所产生的余碳合成出颗粒直径4~7nm的纳米金刚石的报道和原理分析,从而带动了世界性的研究。由于当时在材料学中没有“纳米”的概念提法,所以一直称为“超微细金刚石”(ultrafine diamond)或“超分散金刚石”(ultra dispersed diamond),目前大都称为“纳米金刚石”(nano-diamond)或“爆轰纳米金刚石”(Detonation nanodiamonds, DND)。目前,俄罗斯、白俄罗斯、乌克兰、美国、德国等都有纳米金刚石生产线。国内也先后开展了纳米金刚石合成及其应用技术等方面的研究工作,有一些单位也建立了爆轰合成生产线。
纳米金刚石的爆轰合成主要是利用负氧平衡炸药爆轰的余碳进行转化的。大部分爆轰合成是使用高密度的黑梯(RDX/TNT)或太梯(PETN/TNT)混合炸药, 如:铸装梯黑60/40; 也有在炸药中加入高聚物、碳粉来进行合成的方法。通常的方法是将药柱置于密封的爆炸容器中,并对药柱采用水或气体保护后进行爆炸,最后收集爆轰后的固体粉尘,在其中提纯出纳米金刚石。当炸药爆轰时,反应区的压力可高达10~30GPa,温度为3000~4000℃。由于炸药是负氧平衡的,即是氧份不足以与所有的碳成份化合,爆轰波后时会析出大量的多余碳烟尘。在碳的相图中,爆轰反应区又恰处在金刚石的稳定区,所以余碳在爆轰反应区内会聚集成金刚石,如果卸载温度下降的足够快,保证生成的金刚石晶粒不再发生石墨化,最终就可获得金刚石晶粒。爆轰法合成的金刚石是通过气体反应扩散生长而来的,所以合成出的金刚石颗粒一般很小,通常为纳米量级,直径在4~7nm左右。Tag:镀锌C型钢,每日钢材行情
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