《金刚石低压气相生长的热力学耦合模型》求取 ⇩

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

4.1C-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

6.2CO-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