立方氮化硼(cBN)單晶性能優(yōu)良,是一種極具應(yīng)用價值的超硬材料,廣泛應(yīng)用在工業(yè)、航空、軍事等領(lǐng)域。一方面由于它具有高硬度、高耐磨性、優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和化學(xué)惰性,可作為超級磨料用來制造刀具、磨具;另一方面根據(jù)它具有良好的透紅外性和較寬的禁帶寬度等優(yōu)異性能,又可作為一種潛在的功能材料用于制造高溫半導(dǎo)體。工業(yè)生產(chǎn)cBN單晶通常用高溫高壓觸媒法,其合成體系中的初始成分一般為六方氮化硼(hBN)+觸媒(堿金屬、堿土金屬、氮化物、硼氮化合物、銨鹽等),合成所需的壓強及溫度區(qū)間大致為2.5⁷.5 GPa、1200²000℃。查閱文獻,大多數(shù)認為在hBN+觸媒合成體系中,熔融觸媒起著B、N原子熔劑的作用,在cBN的熱力學(xué)穩(wěn)定區(qū),飽和的cBN不斷結(jié)晶析出,而不飽和的hBN不斷熔解,此過程中hBN結(jié)構(gòu)直接轉(zhuǎn)變成cBN結(jié)構(gòu)。還有少數(shù)認為密排六方氮化硼(w BN)作為hBN向cBN相變過程中的中間相,此時存在的相變過程有可能是hBN→w BN→cBN。本文從價電子結(jié)構(gòu)角度和合成后觸媒的物相組成角度出發(fā),分析了上述兩種相變過程發(fā)生的可能性,據(jù)此對hBN-Li3N合成體系...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1BN的PT相圖[59]

圖1.1BN的PT相圖[59]二定律可知，相變發(fā)生的條件是：反應(yīng)物的Gibbs自由變反應(yīng)向體系自由能降低的方向進行，即反應(yīng)前后的自表明，cBN的合成溫度和壓強范圍在P—T相圖中呈“V平衡線的下方時，hBN→cBN的相變自由能G>0時，發(fā)生hBN向....

圖2.1相變機理分析流程圖

山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文差12122100%該式中1，2分別代表參考單元中兩異相晶面的共價電子密度，在論中，兩異相晶面間的電子密度保持連續(xù)的判據(jù)為≤10%。ET理論和鍵距差法，第一步構(gòu)建BN價電子結(jié)構(gòu)，然后構(gòu)建物相主要，通過比較異相晶面間的價電子密度差....

圖2.2cBN單晶高溫高壓合成過程

論中的多重解正是TFDC理論中電子密度連續(xù)的量子力學(xué)條件，電子密度很好地將聯(lián)系起來。用基于EET理論，從價電子結(jié)構(gòu)角度來闡釋高溫高壓觸媒法合成cBN相變機理問題，為進一步解釋單晶高溫高壓相變機理提供了一種新途徑。.2觸媒層粉末樣品的制備原料：hBN粉末（純度≥99....

圖3.1不同溫度壓強下hBN晶格常數(shù)的變化圖

溫常壓下的晶格常數(shù)。而在高溫高壓觸媒法合成cBN單晶時，其相變過程下進行的，因此，在構(gòu)建相關(guān)物相的價電子結(jié)構(gòu)時，應(yīng)綜合考慮溫度、壓的影響，這需要對相關(guān)物相的高溫高壓下的晶格常數(shù)進行模擬計算，在此EET理論對相關(guān)物相進行價電子結(jié)構(gòu)計算。高溫高壓檢測的極端性，難于測出任意溫度....

本文編號：3944582