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纳米金刚石及其复合物的制备及性质研究的中期报告

一、研究背景及意义

纳米金刚石具有优异的力学、热学、光学等性能，因此在材料领域有着广泛的应用前景。同时，纳米金刚石复合材料具有比金刚石单体更优异的性能，成为了近年来研究的热点之一。本研究旨在探究纳米金刚石及其复合物的制备方法和性质，为其在材料科学及工程方面的应用提供有力支撑。

二、研究进展

1.制备方法研究

通过文献资料调查和试验比较，本研究选择了化学气相沉积法及高压合成法两种制备方法进行研究。

（1）化学气相沉积法

该法是利用化学反应在基板上沉积薄膜或纳米材料。研究中选取金刚石微粉为原料，采用气相沉积工艺，在氢气氛围下通过金属催化剂和气态前驱体进行化学反应，形成纳米金刚石多晶薄膜。

（2）高压合成法

该法是将钻石微晶放入高压环境中，在高温高压下使其结晶，形成大颗粒、高品质的金刚石单晶。研究中采用静态高压合成法，以金属镁为载体，在高温高压环境下与金刚石微晶反应生成纳米金刚石。

2.结果分析

（1）化学气相沉积方法制备的纳米金刚石薄膜具有较好的附着力和致密性，晶体尺寸约为20-50nm。但是，其制备工艺较为繁琐，且与传统的金刚石制备工艺相比，成本较高。

（2）高压合成法制备的纳米金刚石单晶粒度较细，晶格缺陷少，较适用于制备高性能电子材料。然而，由于其加工条件苛刻，限制了其规模化生产和应用。

三、重点研究方向

1.优化制备方法，提高制备效率。

2.探究纳米金刚石的电子结构和光学性质，深入探究其物理特性。

3.研制纳米金刚石及其复合材料的新型应用。

四、参考文献

[1]程雅娟,肖雨恒.纳米金刚石及其在材料领域中的研究[J].化工新型材料,2018(1):143-144.

[2]Hui-taoLiu,ShuangZhang,WeiJin,etal.Synthesisandcharacterizationofdiamondnanopowderbyhighpressuresynthesis[J].AppliedSurfaceScience,2004,233(1-4):430-435.