它们有两个作用:一是作为碳原子的载体,二是催化碳原子结晶为金刚石。
直接展示这两个效果的是一个金刚石结晶理论:碳-触媒形成的共融体会降低金刚石形核的难度,从而加快金刚石长大和结晶[6]。
Me是metal,即金属触媒
这个假说中,“共融体”三个字已经很能说明触媒“载体”的作用了。
那么为什么触媒还能加快金刚石形核呢?
简单地说:触媒降低了石墨→金刚石需要跨越的能垒,让液相中不太大的能量涨落也可以被有效利用。
不用人话解释:第八主族元素d电子层缺电子,比如Fe的3d6缺四个,不稳定,可以吸引碳原子中不稳定的2p2电子来成键,这样,石墨层就被金属触媒“掰弯”成金刚石结构了。
石墨在铁的帮助下相变成金刚石
只用触媒的话,制作出的金刚石主要是金刚石粉末。因为在液相中会生成大量晶核,即形核,这些晶核同时长大结晶,最终就是金刚石粉末中的一个个小晶粒。
金刚石粉末
虽然这些粉末可以用来协助抛光硬质合金,但是如果想要更大块的金刚石呢?
那么“晶种”就少不了。