觸媒法金剛石單晶合成的高溫高壓相變機理（簡體書）

許斌和范小紅編著的《觸媒法金剛石單晶合成的高溫高壓相變機理》研究討論了觸媒法金剛石單晶合成的高溫高壓相變機理。通過金屬包膜不同區域的微觀結構和成分分布分析，以及金剛石單晶／鐵基金屬包膜界面和界面層的精細結構(包括電子結構)等的系統表征，獲得了金屬觸媒催化金剛石單晶合成的直接實驗證據；采用擬合法和第一性原理方法精確獲得了金剛石、石墨和金屬包膜組成物相在高溫高壓下的晶格常數，為各種物相的價電子理論計算奠定了基礎；利用余氏理論和程氏理論研究了金剛石、石墨等物相之間的高溫高壓相變規律，完成了各物相高溫高壓相變的熱力學分析，驗證了金屬觸媒催化金剛石單晶合成的高溫高壓相變機理。
本書可供從事超硬材料合成的科技工作者以及材料等相關專業的研究生和高校教師閱讀參考。

序
前言
第1章　概述
1.1　引言
1.2　人造金剛石單晶合成技術的發展
1.2.1　高溫高壓法
1.2.2　低壓法
1.2.3　其他合成方法
1.3　高溫高壓觸媒法金剛石單晶的合成
1.3.1　觸媒法金剛石單晶合成機理的研究
1.3.2　金剛石單晶合成用觸媒的研究
1.3.3　金剛石單晶合成工藝的研究
1.4　人造金剛石單晶金屬包膜的研究
1.4.1　金屬包膜的組成和形貌
1.4.2　金屬包膜在金剛石單晶合成過程中的作用 序
前言
第1章　概述
1.1　引言
1.2　人造金剛石單晶合成技術的發展
1.2.1　高溫高壓法
1.2.2　低壓法
1.2.3　其他合成方法
1.3　高溫高壓觸媒法金剛石單晶的合成
1.3.1　觸媒法金剛石單晶合成機理的研究
1.3.2　金剛石單晶合成用觸媒的研究
1.3.3　金剛石單晶合成工藝的研究
1.4　人造金剛石單晶金屬包膜的研究
1.4.1　金屬包膜的組成和形貌
1.4.2　金屬包膜在金剛石單晶合成過程中的作用
1.5　余氏理論和程氏理論
1.5.1　余氏理論
1.5.2　程氏理論
1.5.3　余氏理論和程氏理論的關系
1.5.4　余氏理論和程氏理論在金剛石單晶合成機理研究中的應用
1.6　計算機模擬方法在物相結構研究中的應用
1.6.1　蒙特卡羅方法
lI6.2　經典分子動力學方法
1.6.3第一性原理計算方法
1.7　高溫高壓金剛石單晶合成的熱力學基礎及研究概況
1.7.1　石墨一金剛石的P—T相圖
1.7.2　金剛石結晶的“V”形區
1.7.3　石墨向金剛石轉變的熱力學動力
1.8　本書主要內容
第2章　實驗方法及理論計算方法
2.1　高溫高壓觸媒法金剛石單晶合成實驗
2.1.1　原材料及觸媒制備
2.1.2　高溫高壓合成實驗
2.2　鐵基金屬包膜與合成后觸媒的組織結構和成分分析
2.2.1　鐵基金屬包膜與合成后觸媒的SEM分析
2.2.2　鐵基金屬包膜與合成后觸媒的EPMA分析
2.2.3　鐵基金屬包膜與合成后觸媒的XRD分析
2.2.4　鐵基金屬包膜與合成后觸媒的TEM分析
2.2.5　鐵基金屬包膜的精細結構分析
2.3　金剛石單晶／鐵基金屬包膜界面的精細結構分析
2.3.1　鐵基金屬包膜界面的FESEM和EDS分析
2.3.2　鐵基金屬包膜界面及界面層的物相結構分析
2.3.3　鐵基金屬包膜界面的刪分析
2.3.4　鐵基金屬包膜界面的XPS分析
2.3.5　鐵基金屬包膜界面及界面層的電子結構分析
2.4第一性原理計算方法
2.4.1　密度泛函理論
2.4.2　平面波基組及贗勢
2.4.3　VASP軟件包
2.5　固體與分子經驗電子理論的計算方法
2.5.1　鍵距差（BLD）方法
2.5.2　鍵距差分析的幾個問題
2.5.3　固溶體計算的價電子結構模型
2.5.4　異相界面價電子結構的計算
2.6　熱力學理論計算方法
2.7　本章小結
第3章　金屬包膜與合成后觸媒的成分和物相結構分布
3.1　引言
3.2　鐵基金屬包膜與合成后觸媒的成分
3.2.1　鐵基金屬包膜的成分及其分布
3.2.2　合成后觸媒的成分及其分布
3.3　鐵基金屬包膜與合成后觸媒的組織形貌
3.3.1　使用鐵基觸媒合成的金剛石單晶
3.3.2　鐵基金屬包膜與合成后觸媒的SEM形貌
3.3.3　鐵基金屬包膜與合成后觸媒的SEM組織
3.4　鐵基金屬包膜與合成后觸媒的相結構
3.4.1　鐵基金屬包膜與合成后觸媒的XRD分析
3.4.2　鐵基金屬包膜分層的TEM分析
3.4.3　合成后觸媒分層的TEM分析
3.5　鐵基金屬包膜的精細結構
3.5.1　鐵基金屬包膜的Raman譜分析
3.5.2　鐵基金屬包膜的Auger微分譜分析
3.5.3　鐵基金屬包膜的MOssbauer譜分析
3.5.4　鐵基金屬包膜的HRTEM分析
3.6　鎳基金屬包膜與合成后觸媒的成分和組織
3.6.1　鎳基金屬包膜與合成后觸媒的成分分布
3.6.2　鎳基金屬包膜與合成后觸媒的組織形貌
3.6.3　鎳基金屬包膜與合成后觸媒的相結構
3.6.4　存在的問題
3.7　本章小結
第4章　金剛石單晶／鐵基金屬包膜界面的精細結構
4.1　引言
4.2　鐵基金屬包膜界面的FESEM觀察及EDS分析
4.3　金剛石單晶／金屬包膜界面及界面層物相結構表征
4.3.1　鐵基金屬包膜界面的XRD表征
4.3.2　鐵基金屬包膜界面及內層的FETEM表征
4.3.3　鐵基金屬包膜界面及內層的HRTEM表征
4.4　金剛石單晶／鐵基金屬包膜界面的AFM分析
4.4.1　金剛石單晶／鐵基金屬包膜界面的AFM形貌
4.4.2　鐵基金屬包膜界面形貌的形成原因初探
4.5　鐵基金屬包膜／金剛石界面的XPS分析
4.6　鐵基金屬包膜界面及界面層的電子結構表征
4.6.1　C原子的EELS分析
4.6.2　Fe原子的EELS分析
4.6.3　Ni原子的EELS分析
4.7　對金剛石生長機理的分析
4.8　本章小結
第5章　高溫高壓下相關物相的晶格常數
5.1　引言
5.2　高溫高壓下相關物相晶格常數的擬合法計算
5.2.1　溫度對物相晶格常數的影響
5.2.2　壓力對物相晶格常數的影響
5.2.3　溫度和壓力對物相晶格常數的綜合影響
5.2.4　各相關物相在高溫高壓下的晶格常數
5.3　高溫高壓下相關物相晶格常數的第一性原理計算
5.3.1　計算方案
5.3.2　高溫高壓下石墨晶格常數的計算
5.3.3　高溫高壓下金剛石晶格常數的計算
5.3.4　金剛石合成溫度壓力下鐵基金屬觸媒各物相晶格常數的計算
5.4　本章小結
第6章　高溫高壓下相關物相的價電子結構
6.1　引言
6.2　基于擬合法高溫高壓下相關物相的價電子結構計算
6.2.1　金剛石的價電子結構
6.2.2　金剛石主要晶面的價電子結構
6.2.3　六方石墨的價電子結構
6.2.4　六方石墨主要晶面的價電子結構
6.2.5　Fe3C的價電子結構
6.2.6　Fe3C主要晶面的價電子結構
6.2.7　γ一（Fe，Ni）的價電子結構
6.2.8　γ一（Fe，Ni）主要晶面的價電子結構
6.3　基于第一性原理高溫高壓下相關物相的價電子結構計算
6.3.1　金剛石的價電子結構
6.3.2　金剛石主要晶面的價電子結構
6.3.3　六方石墨的價電子結構
6.3.4　六方石墨主要晶面的價電子結構
6.3.5　Fe3C的價電子結構
6.3.6　Fe3C主要晶面的價電子結構
6.3.7　γ一（Fe，Ni）的價電子結構
6.3.8　γ一（Fe，Ni）主要晶面的價電子結構
6.4　本章小結
第7章　高溫高壓下金剛石單晶的相變機理分析
7.1　引言
7.2　基于擬合法高溫高壓下石墨向金剛石單晶直接轉變的價電子理論分析
7.2.1　石墨／金剛石單晶主要晶面間的相對電子密度差
7.2.2　Fe3C／金剛石單晶主要晶面間的相對電子密度差
7.2.3　γ一（Fe，Ni）／Fe3C主要晶面間的相對電子密度差
7.3　基于第一性原理高溫高壓下石墨向金剛石單晶直接轉變的價電子理論分析
7.3.1　石墨／金剛石單晶主要晶面間的相對電子密度差
7.3.2　Fe3C／金剛石單晶主要晶面間的相對電子密度差
7.3.3　γ一（Fe，Ni）／Fe3C主要晶面問的相對電子密度差
7.4　鐵基金屬包膜各物相在高溫高壓下的作用
7.4.1　C原子在金屬包膜熔體內的擴散
7.4.2　高溫高壓下鐵基金屬包膜各物相的作用
7.5　高溫高壓下鐵基觸媒組織的初步控制
7.5.1　觸媒設計
7.5.2　觸媒組織與金剛石質量的相關性
7.6　本章小結
第8章　高溫高壓下金剛石單晶的相變熱力學
8.1　引言
8.2　高溫高壓下Gibbs自由能變化的關系式
8.3　Gibbs自由能變化關系式中熱力學參數的獲得
8.4　石墨向金剛石轉變的熱力學分析
8.5　Fe3C向金剛石轉變的熱力學分析
8.6　Ni3C向金剛石轉變的熱力學分析
8.7　熱力學計算結果分析
8.8　本章小結
參考文獻
附錄　原子狀態雜化表

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