8 1 第 卷 第 期 5 0 1 1 年 月 9 9 6 北 京 科 技 大 学 学 报 o a J u n r l o i n r f v U e s t i y o S f e i a n n e e e T d o n h e e l o y e g B i i n j g 0 1 V . N 8 0 1 . 5 o e t . 1 9 9 6 单晶金 刚石在 铁基合金 中的 性态 与行为 王 岚 ` ) 郭西 缅 “ ) l ) 北京科技大学材料系 , 北 京 10 0 0 8 3 2 ) 北京科技大学物理系 , 北京 10 0 0 8 3 摘要 将金刚石单晶 孕镶在 F e 基 合金 中 , 在一定 条件 下烧 结 , 发现金 刚石受到明显刻蚀 , 但晶体结构 和强 度未变 . 刻蚀在金 刚石 与结合 剂的界 面 发生 , 它是金 刚石 晶格 中的 C 原子溶入 eF , 并在 其中扩散 的过 程 . 适 当控制这一 扩散过程 , 将使 eF 基结合 剂的金 刚石工具获得优 良睦能 关键词 刻蚀 , 扩散 , 金刚石 中图分类号 T Q 1 6 4 eF , co , iN 等元 素均 可 不 同程 度地 刻蚀金 刚石 , 例如 , eF 的刻蚀 速率 为 8 } L m / m in , N i 和 P t 相应 为 2 . 7 x 10 一 ’ 和 5 x 10 一 飞 冬: ,二 / m i n , 其 中以 F e 的刻 蚀速 度 最大 , 它 约为 N i 的 3 0 倍 ! ’ ] . 因 此 , 长期 以 来 , 采用 F e 基合 金 做金 刚石工具 的 结合 剂受 到 限制 . 本 文 对单 晶金 刚石 在 F e 基 结 合剂 中 的性态 与行 为进 行 了 检测 与追 踪 , 探 讨刻蚀 的机 制 . 1 实验方 案 将单 晶金 刚石 孕 镶 在 F e 基 合 金 的 结 合 剂 中 , 用 热压 法 获 得 烧 结 体 . 烧 结 温 度 分 别 为 98 0 和 93 0 ℃ , 保 温 时间 为 4 m in . 将 烧结 体 断 开 , 把 一半 样 品 中 的金 刚石 单晶颗 粒 萃取提 出 , 用于 性 能 、 结构 检测 ; 另 一半 样 品 留作 断 口 观察 与分 析 . 将样 品中萃 取 的金 刚 石单 晶 与 同批 原料 金 刚石 单 晶 , 在单 粒 抗 压强 度 仪上 进 行 强度 检 测 与 比 较 . 对 萃 取提 出的 金 刚石 单 晶 进行 拉 曼光 谱 考 察 , 以 鉴定 金 刚 石 晶体 结 构是 否 有 石 墨化 . 对烧 结体 的 断 口 作 俄 歇微 区 成 分分 析 , 用 以 寻找 C 原子 踪迹 . 因 为烧 结体是 一种 无 C 的 F e 基合 金 , 若 发现 C 原 子 , 则 必定 与金 刚石 单 晶的某 种行 为有 关 . 2 实 验结 果 .2 1 单 晶金 刚石 形貌 从烧 结体 中萃取 提 出 的单晶 金 刚石 颗 粒 可观 察到 表 面颜 色变 黑 . 在 扫描 电镜 下 观 察 , 金 刚石 表 面 已 被 中度 刻蚀 . 从 图 1 可 见到 , 金 刚石单 晶 的 (l 0 0) 晶 面 、 (l 1 1) 晶 面有 被 刻蚀 的 花纹 , 但 晶体 的棱 角保 持清 晰 . 19 9 -5 1-2 10 收 稿 第 一 作 者 女 54 岁 副 教授