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Effect of Seed Sizes on Growth of Large Synthetic Diamond Crystals

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Journal of Materials Science & Technology 2008年第2期24卷 153-156页

作者： chuanyi zang Rui LI Hongan MA Shangsheng LI Xiaopeng JIA Institute of Material Science and Engineering Henan Polytechnic University Jiaozuo 454000 China State Key Laboratory for Superhard Materials Jilin University Changchun 130012 China

For the growth of large synthetic diamond crystals by temperature gradient method （TGM）, the grit sizes of seed crystals have great effects on the growth rate and quality of large grown crystals. Because of the limited area of seed surfaces, the maximum diffusion flux of carbon source, which could be absorbed by the seed, is related to the seed size. And with increasing the seed sizes, the growth rates also increase markedly. However, the seed sizes should be lower than a certain value, which determines the crystal quality directly. For example, with NiMnCo alloy as the metal solvent, when the seed size increases from 0.5 to 1.8 mm, the growth rate increases greatly from about 1.1 to 3.2 mg/h; when the size is beyond 2.0 mm, more and more metal inclusions would be incorporated into the grown crystals, and the crystal quality is destroyed heavily. Finite element analysis （FEA） shows that, due to the special assembly of growth cell, the diffusion of carbon source in the metal solvent is very inhomogeneous, which could be substantiated directly by the appearances and shapes of large grown crystals and the remains of carbon source. And this inhomogeneous diffusion of carbon source would be very harmful to the growth of large diamond crystals, especially when large-size seed crystals are used.

关键词： Temperature gradient method Diamond Inhomogeneous diffusion Finite element analysis

Morphology Change of Metastable Regrown Graphite with Boron Additive under HPHT

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Journal of Materials Science & Technology 2009年第4期25卷 539-542页

作者： chuanyi zang Xiaozhou Chen Qiang Hu Wei Guo Guofeng Huang Xiaopeng Jia Intitute-of Material Science and Engineering Henan Polytechnic University Jiaozuo 454000 China State Key Laboratory for Superhard Materials Jilin University Changchun 130012 China

By temperature gradient method under high pressure and high temperature （HPHT）, with NiMnCo alloy as the solvent metal, at diamond-stable region of about 5.4 GPa and 1500 K, metastable regrown graphite crystals of different morphology were synthesized. With B as an additive incorporated into the NiMnCo-C system, metastable regrown graphite crystals of sphere-like shape were firstly obtained under HPHT. If the growth system does not contain B, sheet-like regrown graphite crystals, most with regular hexagonal morphology, are grown upwards and standing vertically in the metal solvent. When B additive of 1.0 wt pct was added into carbon source （graphite powder）, all metastable regrown graphite crystals took on the habit of regular sphere-like morphology, and were grown by a spiral layer growth mechanism.

关键词： Graphite High pressure and high temperature Temperature gradient method Morphology

Study on growth of coarse grains of diamond with high quality under HPHT

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Chinese Science Bulletin 2009年第1期54卷 163-167页

作者： ZHOU ShengGuo zang chuanyi MA HongAn LI XiaoLei ZHANG HeMin JIA XiaoPeng Institute of Materials Science and Engineering Henan Polytechnic University Jiaozuo 454000 China National Laboratory of Super Hard Materials Jilin University Changchun 130012 China

The growth of coarse grains of diamond was observed with graphite as carbon source and Fe80Ni20 alloy powder as catalyst at HPHT in a China-type SPD 6×1670T cubic high-pressure apparatus with highly exact control system. To synthesize coarse grains of diamond crystal with high quality,ad-vanced indirect heat assembly,powder catalyst technology and catalyst with optimal granularity were used. Especially the nucleation of diamond and the growth rate were strictly controlled by the opti-mized synthesis craft. At last,diamond crystals (about 0.85 mm) in the perfect hex-octahedron shape were successfully synthesized at ～5.4 GPa and ～1360℃ in 60 min. The characteristic of crystal growth with powder catalyst technology under HPHT was discussed. The results and techniques might be useful for production of coarse grains of diamond.

关键词：金刚石石墨 HPHT 催化剂晶体

Dependence of nitrogen concentration in type Ib diamonds on synthesis temperature

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Chinese Science Bulletin 2009年第9期54卷 1459-1462页

作者： TIAN Yu JIA XiaoPeng zang chuanyi LI ShangSheng XIAO HongYu ZHANG YaFei HUANG GuoFeng LI Rui HAN QiGang MA LiQiu LI Yong CHEN XiaoZhou ZHANG Chong MA HongAn State Key Laboratory of Superhard Materials Jilin University Changchun 130012 China School of Materials Science and Engineering Henan Polytechnic University Jiazuo 454000 China School of Materials Science and Engineering Changchun University of Science and Technology Changchun 130012 China

Type Ib diamonds were grown by the temperature gradient method (TGM) at 5.5 GPa and 1500-1560 K in a china-type cubic anvil high pressure apparatus using Ni70Mn25Co5 alloy as solvent/catalyst. The concentration of nitrogen (CN) in type Ib diamonds synthesized at different synthesis temperatures was measured by a Fourier transform infrared (FTIR) spectrometer. The dependence of CN in diamond on synthesis temperature was studied. For the type Ib diamonds synthesized using Ni70Mn25Co5 as catalyst, its CN decreases along with the increase of synthesis temperature.

关键词：合成温度合成钻石氮浓度 Ib 依赖型傅里叶变换红外光谱温度梯度法合成金刚石

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FeNi-Si-C体系金刚石的成核特性

金刚石与磨料磨具工程 2006年第5期26卷 10-12,16页

作者：郑友进马红安周林秦杰明臧传义贾晓鹏吉林大学超硬材料国家重点实验室

本文利用掺硅FeN i粉末触媒,在国产六面顶压机上进行了金刚石单晶的合成实验,研究了高温高压条件下,FeN i-S i-C体系合成金刚石单晶的成核特性。结果表明,由于掺S i量的不同,合成金刚石的最低生长条件(压力和温度)并没有太大的改变;但... 详细信息

本文利用掺硅FeN i粉末触媒,在国产六面顶压机上进行了金刚石单晶的合成实验,研究了高温高压条件下,FeN i-S i-C体系合成金刚石单晶的成核特性。结果表明,由于掺S i量的不同,合成金刚石的最低生长条件(压力和温度)并没有太大的改变;但随着触媒中掺S i量的增加,其成核量也随之增加;通过光学成像显微镜观测发现,合成出的金刚石晶体同FeN i-C体系合成的晶体的颜色和形貌具有较大的区别,出现了“两极分化”现象,主要表现为部分晶体质量好,而部分晶体则质量很差(晶体呈浅黑色,晶形不完整等),且随触媒中掺S i量的增加,质量差的晶体比率增高。对不同合成条件的棒料进行X-ray检测发现,在金刚石合成条件下有FeS i和Fe3S i的生成,台阶压力时间的长短直接影响FeS i、Fe3S i的粒度。我们推测,难熔化合物FeS i和Fe3S i参与成核,导致金刚石成核量增加,而这种金刚石的“异形核”存在,会导致晶形不够完整和包裹体的产生。

关键词：硅金刚石成核量粉末触媒异形核

单侧与双侧经皮椎体后凸成形术治疗老年骨质疏松压缩性骨折的疗效及安全性比较

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北京医学 2020年第2期42卷 113-116页

作者：唐杰臧传义王健北京老年医院骨一科 100095

目的比较单侧与双侧经皮椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty,PKP)治疗老年骨质疏松压缩性骨折的疗效及安全性。方法选择2017年1月至2018年1月北京老年医院收治的86例(123个椎体)骨质疏松性椎体压缩骨折患者,按照手术方式将患者分... 详细信息

目的比较单侧与双侧经皮椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty,PKP)治疗老年骨质疏松压缩性骨折的疗效及安全性。方法选择2017年1月至2018年1月北京老年医院收治的86例(123个椎体)骨质疏松性椎体压缩骨折患者,按照手术方式将患者分为Ⅰ组43例(61个椎体)和Ⅱ组43例(62个椎体),Ⅰ组给予单侧PKP治疗,Ⅱ组给予双侧PKP治疗,比较两组手术时间、X线暴露时间、骨水泥用量,记录近期及远期并发症发生情况,包括骨水泥渗漏、肺栓塞、邻近椎体再骨折情况,术前、术后、术后6个月采用视觉模拟评分(visual analogue score,VAS)进行疼痛评估,在侧位X线平片上测量椎体Cobb角度、椎体前缘高度,采用日常生活能力量表(activity of daily living scale,ADL)评估术前、术后6个月的生活能力。结果Ⅰ组手术时间、X线暴露时间均明显短于Ⅱ组(t=8.615、6.885,P0.05)。Ⅰ组和Ⅱ组术后6个月生活质量评分较术前明显升高(t=13.437、14.025,P0.05)。Ⅰ组和Ⅱ组椎旁渗漏分别为6.56%(4/61)和22.58%(14/62),差异有统计学意义(P0.05)。结论单侧与双侧经皮椎体后凸成形术治疗老年骨质疏松压缩性骨折的手术效果相当,可明显缓解患者疼痛,改善生活质量。单侧PKP具有手术时间短、X线暴露时间短、骨水泥用量少、骨水泥渗漏发生率低的优点,值得优选使用。

关键词：骨质疏松压缩性骨折经皮椎体后凸成形术老年

后路椎弓根内固定联合前路病灶清除植骨融合治疗腰椎结核的临床效果

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中国医药 2014年第1期9卷 103-105页

作者：王健臧传义唐杰北京老年医院骨一科 100095

目的探讨后路椎弓根内固定联合前路病灶清除植骨融合治疗腰椎结核的临床效果。方法2005年6月至2013年6月北京老年医院接受腰椎结核治疗的患者128例，根据随机数字表法将患者分为对照组（常规前路或后路手术）和观察组（后路椎弓根内固... 详细信息

目的探讨后路椎弓根内固定联合前路病灶清除植骨融合治疗腰椎结核的临床效果。方法2005年6月至2013年6月北京老年医院接受腰椎结核治疗的患者128例，根据随机数字表法将患者分为对照组（常规前路或后路手术）和观察组（后路椎弓根内固定联合前路病灶清除植骨融合手术），每组64例。比较2组的手术时间、出血量、住院时间和术后1、3个月的红细胞沉降率。结果观察组手术时间、出血量、住院时间和术后1、3个月的红细胞沉降率分别为（201±16）min、（874±89）ml、（15．6±3.1）d、（26．5±3．1）mm／1h、（10．1±2．2）mm／1h；对照组分别为（130±13）min、（604±45）ml、（24．2±2．1）d、（27．8±2．1）mm／1h、（12．3±1．9）mm／1h。对照组手术时间，出血量少于观察组（均P〈0．05）。观察组术后12个月Cobb角优于对照组（10．2°±1．9°比12．8°±1．7°），骨融合率优于对照组[98．4％（63／64）比87．5％（56／64）]，复发率低于对照组[1．6％（1／64）比12．5％（8／64）]，差异均有统计学意义（P〈0．05）。结论后路椎弓根内固定联合前路病灶清除植骨融合手术具有术后恢复快、矫正角度丢失少、植骨融合快、复发率低。

关键词：后路椎弓根内固定前路病灶清除骨融合腰椎结核

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添加剂硼对纯铁粉末触媒合成金刚石的影响

金刚石与磨料磨具工程 2005年第5期25卷 4-6页

作者：张健琼马红安臧传义姜一平贾晓鹏吉林大学超硬材料国家重点实验室吉林长春130012

本文研究了添加剂硼对纯铁粉末触媒合成金刚石的影响。实验中将不同比例的无定形硼粉直接添加到石墨-纯铁粉末体系中并均匀混合,以此方式,将硼掺杂到高温高压合成的金刚石单晶中。实验结果表明,随硼添加比例的不同,合成金刚石的最低压... 详细信息

本文研究了添加剂硼对纯铁粉末触媒合成金刚石的影响。实验中将不同比例的无定形硼粉直接添加到石墨-纯铁粉末体系中并均匀混合,以此方式,将硼掺杂到高温高压合成的金刚石单晶中。实验结果表明,随硼添加比例的不同,合成金刚石的最低压力点也不同;同时,通过不同添加比例的硼合成出金刚石的颜色,可得知该方法对提高金刚石内硼含量的有效性。实验还发现,当硼添加比例一定时,合成温度对合成金刚石的特性产生了一系列的影响。

关键词：掺硼金刚石高温高压纯铁粉末触媒

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含硫金刚石的合成及杂质分析

金刚石与磨料磨具工程 2005年第4期25卷 14-16,19页

作者：周林李颖马红安李彦涛臧传义任国仲贾晓鹏吉林大学超硬材料国家重点实验室吉林长春130012 河南工业大学河南郑州450007

本文分别用N i70Mn25Co5合金粉末和含添加剂硫的N i70Mn25Co5合金粉末作触媒合成了金刚石单晶,通过对比,发现添加剂硫的引入使得金刚石内的包裹体含量增加,使晶体表面出现熔坑;利用X射线荧光光谱对晶体的杂质成分、相对含量进行了分析,... 详细信息

本文分别用N i70Mn25Co5合金粉末和含添加剂硫的N i70Mn25Co5合金粉末作触媒合成了金刚石单晶,通过对比,发现添加剂硫的引入使得金刚石内的包裹体含量增加,使晶体表面出现熔坑;利用X射线荧光光谱对晶体的杂质成分、相对含量进行了分析,发现杂质元素锰、硫的含量随着触媒中硫的添加量的增加呈增加趋势,由此推测在金刚石生长过程中生成了难熔的MnS,MnS以包裹体的形式进入金刚石中,在一定程度上破坏了金刚石的晶格排列,使得表面出现熔坑。

关键词：硫金刚石包裹体熔坑杂质