(?) (?)碳(Tan)有(You)三(San)种(Zhong)已(Yi)知(Zhi)的(De)同(Tong)素(Su)异(Yi)形(Xing)体(Ti):(?)金(Jin)刚(Gang)石(Shi)、(?)石(Shi)墨(Mo)和(He)富(Fu)勒(Le)烯(Xi)。(?)
(?) (?)金(Jin)刚(Gang)石(Shi)晶(Jing)体(Ti)中(Zhong)每(Mei)个(Ge)碳(Tan)原(Yuan)子(Zi)都(Du)以(Yi)sp3杂(Za)化(Hua)轨(Gui)道(Dao)与(Yu)另(Ling)外(Wai)4个(Ge)相(Xiang)邻(Lin)的(De)碳(Tan)原(Yuan)子(Zi)形(Xing)成(Cheng)共(Gong)价(Jia)键(Jian),(?)每(Mei)四(Si)个(Ge)相(Xiang)邻(Lin)的(De)碳(Tan)原(Yuan)子(Zi)均(Jun)构(Gou)成(Cheng)正(Zheng)四(Si)面(Mian)体(Ti)(a),(?)形(Xing)成(Cheng)无(Wu)限(Xian)的(De)三(San)维(Wei)网(Wang)。(?)四(Si)个(Ge)正(Zheng)四(Si)面(Mian)体(Ti)为(Wei)一(Yi)个(Ge)晶(Jing)胞(Bao),(?)晶(Jing)体(Ti)类(Lei)型(Xing)为(Wei)立(Li)方(Fang)面(Mian)心(Xin)(b)。(?)金(Jin)刚(Gang)石(Shi)中(Zhong)的(De)C-C键(Jian)很(Hen)强(Qiang),(?)所(Suo)有(You)的(De)价(Jia)电(Dian)子(Zi)都(Du)参(Can)与(Yu)了(Liao)共(Gong)价(Jia)键(Jian)的(De)形(Xing)成(Cheng),(?)没(Mei)有(You)自(Zi)由(You)电(Dian)子(Zi),(?)所(Suo)以(Yi)金(Jin)刚(Gang)石(Shi)硬(Ying)度(Du)非(Fei)常(Chang)大(Da),(?)不(Bu)导(Dao)电(Dian),(?)熔(Rong)点(Dian)在(Zai)摄(She)氏(Shi)3800℃(?)。(?)金(Jin)刚(Gang)石(Shi)在(Zai)纯(Chun)氧(Yang)中(Zhong)燃(Ran)点(Dian)为(Wei)720~(?)800℃(?),(?)在(Zai)空(Kong)气(Qi)中(Zhong)为(Wei)850~(?)1000℃(?)。(?)室(Shi)温(Wen)下(Xia)不(Bu)溶(Rong)于(Yu)任(Ren)何(He)酸(Suan)和(He)碱(Jian),(?)高(Gao)温(Wen)下(Xia)不(Bu)耐(Nai)含(Han)氧(Yang)酸(Suan)盐(Yan)和(He)强(Qiang)碱(Jian),(?)一(Yi)定(Ding)温(Wen)度(Du)下(Xia)与(Yu)铁(Tie)、(?)钴(Gu)、(?)镍(Nie)、(?)锰(Meng)和(He)铂(Bo)等(Deng)金(Jin)属(Shu)发(Fa)生(Sheng)化(Hua)学(Xue)反(Fan)应(Ying)。(?)
(?) (?)CVD((?)Chemical Vapor Deposition化(Hua)学(Xue)气(Qi)相(Xiang)沉(Chen)淀(Dian))(?)金(Jin)刚(Gang)石(Shi),(?)是(Shi)含(Han)碳(Tan)气(Qi)体(Ti)和(He)氢(Qing)气(Qi)的(De)混(Hun)合(He)物(Wu)在(Zai)高(Gao)温(Wen)和(He)低(Di)于(Yu)标(Biao)准(Zhun)大(Da)气(Qi)压(Ya)的(De)压(Ya)力(Li)下(Xia)被(Bei)激(Ji)发(Fa)分(Fen)解(Jie),(?)形(Xing)成(Cheng)活(Huo)性(Xing)金(Jin)刚(Gang)石(Shi)碳(Tan)原(Yuan)子(Zi),(?)并(Bing)在(Zai)基(Ji)体(Ti)上(Shang)沉(Chen)积(Ji)交(Jiao)互(Hu)生(Sheng)长(Chang)的(De)多(Duo)晶(Jing)金(Jin)刚(Gang)石(Shi)((?)或(Huo)控(Kong)制(Zhi)沉(Chen)积(Ji)生(Sheng)长(Chang)条(Tiao)件(Jian)沉(Chen)积(Ji)生(Sheng)长(Chang)金(Jin)刚(Gang)石(Shi)单(Dan)晶(Jing)或(Huo)者(Zhe)准(Zhun)单(Dan)晶(Jing))(?)。(?)
由(You)于(Yu) CVD 金(Jin)刚(Gang)石(Shi)中(Zhong)不(Bu)含(Han)任(Ren)何(He)金(Jin)属(Shu)催(Cui)化(Hua)剂(Ji),(?)因(Yin)此(Ci)它(Ta)的(De)热(Re)稳(Wen)定(Ding)性(Xing)接(Jie)近(Jin)天(Tian)然(Ran)金(Jin)刚(Gang)石(Shi)。(?) CVD 金(Jin)刚(Gang)石(Shi)晶(Jing)粒(Li)呈(Cheng)无(Wu)序(Xu)排(Pai)列(Lie),(?)无(Wu)脆(Cui)性(Xing)解(Jie)理(Li)面(Mian),(?)因(Yin)此(Ci)呈(Cheng)现(Xian)各(Ge)向(Xiang)同(Tong)性(Xing)。(?)
(一(Yi))CVD金(Jin)刚(Gang)石(Shi)的(De)主(Zhu)要(Yao)性(Xing)质(Zhi):(?)
硬(Ying)度(Du) |
抗(Kang)拉(La)强(Qiang)度(Du) |
抗(Kang)压(Ya)强(Qiang)度(Du) |
摩(Mo)擦(Ca)系(Xi)数(Shu) |
8000~10000Kg/mm2 |
272 Kg/mm2 |
9.8×1013 Kg/mm2 |
0.05~1 |
杨(Yang)氏(Shi)模(Mo)量(Liang) |
密(Mi)度(Du) |
热(Re)冲(Chong)击(Ji)系(Xi)数(Shu) |
泊(Bo)松(Song)比(Bi) |
1.05GPa |
3.51g/cm3 |
107W/m |
0.22 |
热(Re)导(Dao)率(Lu) |
热(Re)膨(Peng)胀(Zhang)系(Xi)数(Shu) |
电(Dian)阻(Zu)率(Lu) |
相(Xiang)对(Dui)介(Jie)电(Dian)常(Chang)数(Shu) |
8~20W/(cm·K) |
2.3×10-6/℃(?) |
~106Ω·m |
5.7 |
电(Dian)子(Zi)迁(Qian)移(Yi)率(Lu) |
空(Kong)穴(Xue)迁(Qian)移(Yi)率(Lu) |
饱(Bao)和(He)电(Dian)子(Zi)漂(Piao)移(Yi)速(Su)度(Du) |
禁(Jin)带(Dai)宽(Kuan)度(Du) |
2200cm2/V·S |
1800 cm2/V·S |
2.5×107cm/s |
5.45ev |
(?) (?)由(You)于(Yu)CVD金(Jin)刚(Gang)石(Shi)具(Ju)有(You)如(Ru)此(Ci)多(Duo)的(De)优(You)异(Yi)性(Xing)能(Neng),(?)使(Shi)的(De)CVD金(Jin)刚(Gang)石(Shi)在(Zai)机(Ji)械(Xie),(?)微(Wei)电(Dian)子(Zi),(?)热(Re)学(Xue),(?)光(Guang)学(Xue),(?)宇(Yu)航(Hang),(?)军(Jun)事(Shi),(?)医(Yi)学(Xue)等(Deng)领(Ling)域(Yu)具(Ju)有(You)无(Wu)可(Ke)替(Ti)代(Dai)的(De)作(Zuo)用(Yong)和(He)广(Guang)阔(Kuo)的(De)应(Ying)用(Yong)前(Qian)景(Jing)。(?)
(二(?))(?)直(Zhi)流(Liu)电(Dian)弧(Hu)等(Deng)离(Li)子(Zi)体(Ti)喷(Pen)射(She)法(Fa)生(Sheng)产(Chan)CVD 金(Jin)刚(Gang)石(Shi):(?)
(?) (?)目(Mu)前(Qian)生(Sheng)产(Chan)CVD金(Jin)刚(Gang)石(Shi)有(You):(?)热(Re)丝(Si)法(Fa),(?)微(Wei)波(Bo)等(Deng)离(Li)子(Zi)体(Ti)法(Fa),(?)直(Zhi)流(Liu)热(Re)阴(Yin)极(Ji)法(Fa)和(He)直(Zhi)流(Liu)电(Dian)弧(Hu)等(Deng)离(Li)子(Zi)体(Ti)法(Fa)。(?)其(Qi)中(Zhong)直(Zhi)流(Liu)等(Deng)离(Li)子(Zi)体(Ti)法(Fa)以(Yi)生(Sheng)长(Chang)速(Su)度(Du)快(Kuai),(?)金(Jin)刚(Gang)石(Shi)膜(Mo)的(De)纯(Chun)度(Du)比(Bi)较(Jiao)高(Gao)而(?)胜(Sheng)过(Guo)其(Qi)他(Ta)几(Ji)种(Zhong)方(Fang)法(Fa)。(?)直(Zhi)流(Liu)等(Deng)离(Li)子(Zi)体(Ti)法(Fa)制(Zhi)备(Bei)金(Jin)刚(Gang)石(Shi)膜(Mo)基(Ji)本(Ben)原(Yuan)理(Li)如(Ru)图(Tu)(c)。(?)
((?)c)(?)