合成模麗華講述金剛石拉絲模具的發(fā)展

  麗華合成模從熱力學(xué)觀點(diǎn)出發(fā)，決定石墨等非金剛石結(jié)構(gòu)的碳質(zhì)原料能否轉(zhuǎn)變成金剛石的相變條件是后者的自由能必須小于前者。這種相變過程是在高壓、高溫或者還有其他組分參與的條件下進(jìn)行的。一定的壓力、溫度和組元濃度等可以使系統(tǒng)的內(nèi)能發(fā)生變化，從而使價電子可處能級的統(tǒng)計(jì)權(quán)重發(fā)生相應(yīng)的變化。這就可能出現(xiàn)電子轉(zhuǎn)移和組成新的鍵合狀態(tài)的電子結(jié)構(gòu)，即發(fā)生了相變。如果系統(tǒng)中能量變化有利于在固體中發(fā)生這種電子結(jié)構(gòu)的變化，則高壓高溫相變發(fā)生在固態(tài)，否則就可能發(fā)生在熔態(tài)或汽態(tài)。

  在熔體中發(fā)生這種變化的條件是，鍵合特征的價電子分布的統(tǒng)計(jì)權(quán)重相應(yīng)降低，遠(yuǎn)程有序的作用趨于消失，原子配位數(shù)發(fā)生變化；而電子處于激發(fā)態(tài)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重趨于增大，近程有序作用相應(yīng)增強(qiáng)。氣體中發(fā)生這種變化的條件是，單質(zhì)原子間或化合物的鍵合分子間的電子能級趨于消失，所有的電子轉(zhuǎn)移到單原子或分子能級上去，這樣，電子處于激發(fā)態(tài)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重更為增大。

  因此，人造金剛石可以在固態(tài)，也可在熔態(tài)和汽態(tài)條件下進(jìn)行，這取決于壓力、溫度和組元濃度等因素引起系統(tǒng)內(nèi)能的變化情況。從動力學(xué)觀點(diǎn)出發(fā)，還要求石墨等碳質(zhì)原料轉(zhuǎn)變成金剛石時具有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)變速率。在金剛石成核率和生長速率同時處于極大值時的相變速率最大。

  自18世紀(jì)證實(shí)了金剛石是由純碳組成的以后，就開始了對人造金剛石的研究，只是在20世紀(jì)50年代通過高壓研究和高壓實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)展，才獲得真正的成功和迅速的發(fā)展。人造金剛石的具體方法多達(dá)十幾種。按所用技術(shù)的特點(diǎn)可歸納為靜壓、動壓和低壓等三種方法。按金剛石的形成特點(diǎn)可歸納為直接、熔媒和外延等三類方法。

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