怎样把“石墨变成金刚石”变成“金刚石”

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-01-11 12:53 标签： 金刚石和石墨的区别
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石墨重结晶现象与金刚石生长机制（上）
□ 郝兆印 郝立峰
摘　要:石墨材料在高温高压条件下,大量的C原子和原子团溶解于催化剂合金中,当回到常温常压下,过饱和的C会从合金晶格中析出来,形成的石墨晶体存在于合金中,成为重结晶石墨。文章详细地分析了高温高压合成金刚石过程中石墨的重结晶现象,通过实验论证了压力和温度对这一过程的影响,研究了石墨-合金界面两者的相互渗透以及此一界面上金刚石的成核与长大。认为金刚石优先在石墨-金刚石界面成核并长大,并且跟石墨的重结晶过程有关。
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金月芽期刊网 2018如何改建石墨的结构，使其成为金刚石呢？如何改建石墨的结构，使其成为金刚石呢？小说吧百家号问题很清楚，只要把石墨的结构改建成金刚石的结构，人造金刚石的问题就算解决了。从它们的结构上的差别来看，必须把石墨里层与层间不牢固的结合力（即金属键力）拉断或变动，并且同时也将六角平面上各碳原子间的结合力（即共价键力）和结合方式来个“大搬家”，使它们之间的结合按照金刚石的形式和要求，有规则地结合在一起，便为金刚石晶体了。目前所知，人工合成金刚石的方法多达十余种。按晶体生长的我，基体上可归纳为直接法、熔剂一角媒法和外延法三种。所谓“直接法”，顾名思义就是使碳质原料直接从固态转变成金刚石，方法上可分为：瞬间超高温高压法及动态冲击法；所谓“熔剂——角媒法”就是利用某些金属及其合金制成催化剂，利用比“直接法”更低的压力，将石墨碳质原料转化为金刚石；而“外延法”就是先热解石墨，使碳质原料中含有四价的碳原子（专业术语而言，指的是sp3型的碳原子）或基团先分离出来，作为生成金刚石的碳源。热力学的基本原理告诉我们：在改变一定的压力和温度条件下，许多物质的结构将发生变化；特别是在超高压和超高温的条件下，物质将发生重大变化。例如，在极高压下，能把气态的氢压缩成固态的氢，甚至成为金属氢（成为固体，且具有导电、传热的功能）；高压也可把非导电的绝缘体变成可导电的导体。另一方面，也从动力学出发：石墨碳质原料能否成功地转变成金刚石，还必须取决于“石墨—>金刚石”的相变速率。当金刚石的生核率和长大速率，同时牌最大值时，则石墨转变为金刚石的相变速率最大。也就是所谓的活化能最小，反应速率最大。一般来说，我们大多采用高温高压法，将石墨转变成金刚石。高温的目的，是为了提供必要的热能，使得石墨晶格里的碳原子，做大幅度热振动，进而摆脱束缚，拆散碳原子群。同时利用高压方式，藉着压缩，将这些分散开的碳原子，重新紧密地挤在一起，原子间的距离缩短，彼此间的联系也就会愈紧固，这是软的石墨变成硬的金刚石必要条件。原则上，把石墨改造成金刚石所需的压力和温度范围比较广，所以用于合成金刚石的高温装置和方法也很多。目前工业用的生产方式是以“高压静态法”最为普遍，所谓静态技术装置，就是所产生的高压是缓慢上升的，升到一定压力值以后，可以稳定保持一段时间。它与“高压爆炸法”又有不同，后者是从升压到降压整个过程，时间非常短促，高压瞬间产生也瞬间消失。还有一个不同之处是：“高压静态法”是在金属催化剂的帮助下，将石墨转化为金刚石，因此温度和压力可以降低许多（即前面所提的熔剂一触媒法）。“金属催化剂”是扮演什么样的角色呢？它好比是个“建筑工程师”，能帮助把石墨结构修改、重建成金刚石结构。因为金属催化剂在高温高压下是碳的熔剂，也就是能把碳原子间的结合力扯断，把石墨熔解，为碳原子重新结合成金刚石创造有力的条件。因此作为触媒的本身晶体结构，也是非常的重要，它是影响碳原子能否重新结合成金刚石的重要因素之一而且，金属催化剂还可使高压静态法的压力，降低到5到6万大气压，温度降低到1500℃到2000℃，节省许多的经济成本。更多内容，敬请关注我们微信公众号-超硬材料工厂。本文由百家号作者上传并发布，百家号仅提供信息发布平台。文章仅代表作者个人观点，不代表百度立场。未经作者许可，不得转载。小说吧百家号最近更新：简介:临清新吧，值得拥有。作者最新文章相关文章& 如何改建石墨的结构，使其成为金刚石呢？快来第一个点赞吧~写评论发布热搜好文包包品牌年度盘点,一天都不让你的钱包休息,嘻嘻<span class="num" data-v-668b【6月最新活动】在玩儿这件事上,魔都从来都不会让你失望!<span class="num" data-v-668b54岁妈妈突然变“少女”?原来你妈妈20年前一样也这么美!(附母亲节礼物清单)<span class="num" data-v-668b有毒!2017大牌鸡年限量款来袭,lv dior gucci ck......到底谁更辣眼睛?<span class="num" data-v-668bmuji无印良品前员工大爆料:这些产品千万别剁手!<span class="num" data-v-668b
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估计1000℃时若将石墨转变成金刚石需多大压力。已知25℃时数据如下。
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提问人：匿名网友
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