河北工大提出石墨合成金剛石新機制

中國粉體網8月22日訊  石墨和鉆石同屬碳的單質，但身價卻天壤之別。近日，河北工業大學在石墨—金剛石相變機制理論研究方面取得重大進展。8月4日，Nature出版集團的《Scientific Reports》雜志刊發該校謝紅獻博士為第一作者的論文《Mechanism for direct graphite-to-diamond phase transition》(石墨—金剛石相變機制研究)。該研究為人工合成金剛石提供了一個全新的思路：可按人意愿控制人造多晶金剛石晶粒的大小，以及單晶金剛石的合成。

    據介紹，金剛石是立方晶體結構，石墨是“ABABA”層狀晶體結構。石墨要轉變成立方晶體結構的金剛石，一般認為首先要轉變成“ABCABCA”結構的石墨，然后通過原子面的彎曲才能轉變成立方金剛石。該研究通過系統的分子動力學模擬計算提出了一個嶄新的轉變機制：波狀彎曲滑移機制。該研究表明：如果首先把石墨的層間距壓縮到0.24nm左右，再沿[210]方向壓縮就可得到單晶立方金剛石；如果石墨層的間距過大或過小，沿[210]方向壓縮將會得到多晶立方金剛石或六角結構金剛石，且晶粒的大小決定于石墨層間距的大小。