編號(hào)：CYYJ03708
篇名：石墨到納米多晶金剛石相變的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究
作者：陳顧文 徐亮 朱升財(cái)
關(guān)鍵詞： 納米多晶 金剛石 石墨 相變 分子動(dòng)力學(xué) 高溫高壓
機(jī)構(gòu)： 中山大學(xué)材料學(xué)院 中國(guó)工程物理研究院流體物理研究所沖擊波物理與爆轟物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
摘要： 以往研究發(fā)現(xiàn),納米多晶金剛石的硬度可超越單晶金剛石,因此利用石墨制備納米多晶金剛石獲得了廣泛研究。然而,由石墨碳源制備的金剛石同時(shí)具有均勻精細(xì)結(jié)構(gòu)和層狀結(jié)構(gòu),其形成機(jī)理尚未獲得很好的理解。為此,針對(duì)不同層間距的石墨,進(jìn)行了一系列分子動(dòng)力學(xué)模擬。研究發(fā)現(xiàn),不同受壓情況下石墨存在不同的相變行為,即在馬氏體轉(zhuǎn)變下獲得片層狀金剛石,而在擴(kuò)散型相變下獲得無(wú)特定取向的精細(xì)納米金剛石。在靜水壓條件下,或者[002]方向上的壓力大于橫向壓力且石墨層滑移不受限時(shí),石墨將轉(zhuǎn)化為層狀結(jié)構(gòu)立方金剛石;當(dāng)[002]方向上的壓力大于橫向壓力,但石墨層橫向滑移受阻時(shí),石墨轉(zhuǎn)化為多晶六方和立方金剛石混合物;當(dāng)最大壓力方向在[210]或[010]方向時(shí),石墨轉(zhuǎn)化為無(wú)特定取向的均勻多晶金剛石。通過(guò)原子運(yùn)動(dòng)的微觀尺度分析,揭示了由石墨制備的納米多晶金剛石同時(shí)具有均勻精細(xì)結(jié)構(gòu)和層狀結(jié)構(gòu)的機(jī)理,有望為大規(guī)模合成超硬納米多晶金剛石提供理論支持。
