过渡金属轻元素化合物的高温高压制备
作者:由存; 赵巍; 王欣; 董书山; 陶强; 朱品文
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过渡金属轻元素化合物(TMLEs)因其高硬度、高熔点、优异的电学性能、磁学、超导电性等特性而受到广泛关注。它们是一种具有优异力学性能的功能材料。优良的机械性能和功能性使TMLEs成为极端环境中使用的特殊材料。然而,由于高熔点,TMLEs的制备通常需要高温高压的极端实验条件(HPHT)。目前,已有大量关于HPHT筹备TMLEs的报道。然而,他们大多只关注产品的性质,很少有关于HPHT时期TMLEs的增长机制的报道。因此,总结HPHT准备的TMLEs,分析TMLEs的晶体生长过程,对于理解TMLEs的晶体生长机制,探索新TMLEs的准备具有重要意义。结合课题组的研究经验和其他相关文献,总结了用HPHT方法制备的过渡金属硼化物(TMBs)、碳化物(TMCs)和氮化物(TMNs)的晶体生长。从原料、温度和压力条件以及晶体形貌等方面分析了TMLEs的生长机理。结果表明,原料配比和温度控制是制备TMBs单相的关键。提出硼亚结构单元是TMBs形成台阶生长模式的必要因素。碳源和氮源的选择决定了TMCs和TMNs的生长机制。同时,有人提出,由于缺乏HPHT关于制备TMLE毫米单晶的报告,限制了对TMLEs某些固有特性的探索。此外,还需要开发具有高轻元素含量的新TMLEs结构。随着人类对材料要求的不断提高和TMLEs的不断发展,TMLEs在未来特种材料领域将具有不可替代的地位。