中文摘要：

本课题以铁基合金为触媒、氢预处理石墨为碳源、叶腊石为传压介质，在高温高压下成功地合成出了黄绿色、黑色的八面体金刚石及其连（聚）晶，且表面没有广为存在的金属包膜，这与当前工业上高温高压合成的金刚石有所不同。合成前后石墨、合金及合成金刚石的微成份、微结构等的研究结果表明，石墨经氢预处理后可以形成sp3杂化的-CH2-3C-H键等类金刚石碳区，并引起石墨结构的不稳定。在高压下，由于沿石墨C轴方向的压缩致使石墨结构层接近；在高温下，石墨中碳原子运动加剧、振幅加大。同时，基于铁等过渡金属3d轨道电子的不饱和性，加速相邻石墨结构层对应的碳原子产生sp3杂化成键作用及断键作用。因此，大量碳原子配位四面体（一个碳原子通过4个sp3杂化方式与另外4个碳（氢、氮等）原子相连形成配位四面体生长基元）及其共角顶聚集体形成，配位四面体聚集体一旦超过临界尺寸，金刚石成核。在金刚石晶核形成后，金刚石的生长仍以这种四面体生长基元及聚集体的联结进行。本课题合成、工业上合成及天然金刚石的对比研究结果表明，在金刚石的高温高压合成研究中，时间、空间的意义需要高度关注，且合成金刚石连（聚）晶的形成机制研究尤为关键。