添加籽晶对合成立方氮化硼单晶的影响

人工晶体学报, 2015, 44(10): 2679-2684.

添加籽晶对合成立方氮化硼单晶的影响

苏海通 ^1, , 许斌 ^2, , 蔡立超 ^3, , 吕美哲 ^4, , 张文 ^5,

1.山东建筑大学材料科学与工程学院,济南,250101

2.山东建筑大学材料科学与工程学院,济南,250101

3.山东大学材料科学与工程学院,济南,250061

4.山东建筑大学材料科学与工程学院,济南,250101

5.山东建筑大学材料科学与工程学院,济南,250101

基金项目: 国家自然科学基金(51272139)

关键词：静态高温高压 , 籽晶 , 立方氮化硼 , 转化率

Influence of Adding Seed Crystals on Synthesis of Cubic Boron Nitride Single Crystal

Keywords： static high pressure and high temperature , seed crystal , cubic boron nitride , conversion rate

采用Li3N、Ca3N2作为触媒,在高温高压(HPHT)条件下合成立方氮化硼(cBN)单晶,合成过程中通过加入籽晶的方式获得cBN单晶.通过改变籽晶的加入量和粒度,研究籽晶对合成cBN单晶产量的转化率、大颗粒单晶(30/50目)比例以及单晶静压强度等性能的影响;利用扫描电子显微镜对在不同条件下合成出的单晶颗粒形貌进行观察和对比.结果表明,在HPHT下,添加3wt‰的270/325目的籽晶合成出的cBN单晶尺寸为0.5mm左右,且cBN单晶晶形规则,晶面多为(111)和(110)面,缺陷较少;30/50目的cBN单晶的静压强度为44.5 ～48.2 N;合成cBN单晶的粒度整体提高.在Li3 N-hBN体系中,添加270/325目籽晶合成cBN单晶产量的转化率为45.5％;添加100/120目的籽晶合成cBN单晶的大颗粒单晶(30/50目)的转化率达60.3％.在Ca3N2-hBN体系中合成cBN单晶的效果较差一些.

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