爆轰合成超微金刚石的机理及特性研究

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该文从理论探索、数值模拟和工艺实验三个方面对炸药爆轰合成超微金刚石的机理、工艺及应用进行了研究.主要工作包括:(1)对超微金刚石的合成机理、应用现状等进行了较全面的综述;(2)参照液态金属凝固理论,用经典热力学和结晶动力学对不同装药条件和保护条件下超微金刚石的合成进行了模拟,考虑了爆轰产物膨胀过程中金刚石的石墨化,计算结果与实验结果符合较好;(3)对凝聚相碳的状态方程进行了研究,用具有明确物理意义的纯石墨、金刚石、超微金刚石和类液碳的状态方程对炸药的爆轰参数进行了计算,验证了高密度负氧平衡炸药爆轰时CJ点上游离碳主要以类液碳存在的观点;(4)用H<,2>SO<,4>+K<,2>Cr<,2>O<,7>和H<,2>SO<,4>+KMnO<,4>等多种方法对超微金刚石进行了提纯研究,探索出了一种高效、经济、安全、污染小的提纯新工艺;(5)对超微金刚石进行了较系统的表征;(6)用热压烧结的方法制备出了强度和致密度较高的含UFD的金属基烧结体.实验结果表明,添加适量的UFD可以起到良好的减磨作用,其摩擦系数比纯金属胎体可以降低30%.尝试了用球形收敛爆炸装置对超微金刚石进行爆炸烧结.
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