金刚石低压气相生长的热力学耦合模型PDF电子书下载

一、概论 1

1.1 金钢石的特性与应用 2

1.2 各种不同的人造金刚石方法 7

1.2.1 高压法人造金钢石 8

1.2.2 低压法生长人造金刚石 9

1.2.2.1 简单热分解化学气相淀积(CVD)法 9

1.2.2.2 激活CVD法 11

1.2.2.3 其它非CVD方法 22

1.3 影响金钢石低压气相生长的一些主要因素 23

参考文献 26

二、热力学基础 32

2.1 经典热力学 32

2.2 经典平衡热力学 35

2.3 经典热力学中的非平衡热力学 39

2.4 非平衡热力学基础 41

2.4.2 若干基础概念 43

2.4.2.1 随时间变化的不可逆性 43

2.4.1 第一和第二定律的局域表达形式 43

2.4.2.2 平衡态与非平衡态的区别 44

2.4.2.3 可逆过程与不可逆过程 45

2.4.3 局域平衡假设 46

2.4.4 熵值的计算 48

参考文献 51

三、激活低压金钢石生长的非平衡热力学 52

3.1 非平衡热力学耦合模型 52

3.1.1 其它模型简介 52

3.1.2.1 反应机理 56

3.1.2 非平衡热力学耦合模型 56

3.1.2.2 非平衡热力学耦合反应方程式 57

3.1.3 非平衡定态相图及其计算原理 59

3.2 人造金钢石生长中的反应势垒研究 61

3.2.1 文献中“1+1=1”类型的差错 61

3.2.2 高温高压法(HPHT)的反应势垒 63

3.2.3 高压(HP)催化法的反应势垒 65

3.2.4 激活低压CVD法的反应势垒 68

3.2.5 结论 71

3.3.1 气相生长金钢石与石墨的驱动力 72

3.3 金钢石低压气相生长的驱动力 72

3.3.2 超平衡氢原子的作用 74

3.3.3 结果和讨论 77

参考文献 78

四、C-H-O三元体系的金钢石气相生长相图 83

4.1 C-H-O三元非平衡定态相图的计算方法 83

4.2 C-H-O三元非平衡定态投影相图 89

4.3 C-H-O三元非平衡定态截面相图 94

4.4 衬底温度对金刚石生长区的影响 95

4.5 压强对金刚石生长区的影响 99

4.6 氧含量对金刚石生长区的影响 102

4.7 激活温度对金刚石生长区的影响 104

参考文献 105

五、C-H-X三元体系的金刚石相生长相图 110

5.1 概述 110

5.2 C-H-F体系中金刚石的低压气相生长 111

5.2.1 热力学耦合模型在C-H-F体系中的应用 111

5.2.2 理论计算的相图以及与实验的比较 113

5.2.4 氟含量对金刚石生长区的影响 117

5.2.3 衬底温度和压强对金刚石生长区的景况影响 117

5.2.5 激活温度对金刚石生长区的影响 121

5.3 C-H-Cl体系中金刚石的低压气相生长 121

5.3.1 理论计算相图以及与实验的比较 121

5.3.2 温度和压强对金刚石生长区的影响 125

5.3.3 氯含量对金刚石生长区的影响 127

5.4 C-H-N体系中金刚石的低压气相生长 129

参考文献 133

6.1 CH4-H2体系的金刚石气相生长相图 137

六、一些常用双组分的赝二元体系相图 137

6.2 CO-H2体系的金刚石气相生长相图 138

6.3 CH4-CO2体系的金刚石气相生长相图 144

6.4 C2H2-O2燃烧法生长金刚石的相图 147

参考文献 151

七、结语和展望 153

7.1 热力学的发展前沿 153

7.2 反应耦合的定量证明 154

7.3 负熵反应的定量证明 156

7.4 非平衡定态相图新领域 157

附录：作者王季陶等的有关论文目录 158