Кристаллизация - алмаз
Cтраница 3
 |
Схема компоновки контейнера при прямом ( а, косвенном ( б и центральном ( в нагреве реакционного пространства. [31] |
В аппаратуре для синтеза алмаза наиболее оптимален контроль температуры, сочетающий измерения с помощью термопар и оценку температуры по ее зависимости от электрической мощности нагрева. Метод применим как при изучении теплового поля, так и для контроля температуры в реакционном объеме при кристаллизации алмаза. При указанных измерениях обычно применяются хромель-алюмелевая ( ХА) - в диапазоне до 1570 К ипла-тина-платинородиевая Pt - Ft-10 % Rh ( ПП-1) в интервале 1570 - 1870 К термопары. [32]
Таким образом, из термодинамики макроскопических фаз логически вытекает существование стабильных, метастабильных и неустойчивых состояний, устанавливается положение метастабиль-иой области на диаграмме состояния системы и определяется относительная роль метастабильной и неустойчивой областей в окрестности критической точки, где границы этих областей пересекаются. Из этого следует, что последовательный термодинамический анализ предоставляет возможность изучить особенности как прямого перехода графита в алмаз, так и кристаллизации алмаза из пересыщенных растворов углерода в расплавах металлов. [33]
Это в свою очередь может приводить к заметному изменению поверхностно-адсорбционного слоя на гранях растущего кристалла и тем самым усложнять кинетику его роста. Однако, учитывая, что вводимые возмущения однотипны на протяжении всего цикла выращивания для каждого из растущих кристаллов, есть основание предполагать, что изменение температуры вносит ошибку лишь в определение абсолютных значений скоростей роста, и разработанная методика с успехом может быть использована для проведения сравнительных испытаний и установления особенностей кинетики кристаллизации алмаза. [34]
Это в свою очередь может приводить к заметному изменению поверхностно-адсорбционного слоя на гранях растущего кристалла и тем самым усложнять кинетику его роста. Однако, учитывая, что вводимые возмущения однотипны на протяжении всего цикла выращивания для каждого из растущих кристаллов, есть основание предполагать, что изменение температуры вносит ошибку лишь в определение абсолютных значений скоростей роста, и разработанная методика с успехом может быть использована для проведения сравнительных испытаний и установления особенностей кинетики кристаллизации алмаза. [35]
В то же время в сплаве Си - N1 кристаллизация произошла успешно, хотя растворимость в нем углерода была даже меньше, чем в сплаве Pb-Sb. Точно так же кристаллизации алмазов не происходит, если в качестве среды брать такие вещества, как CuCl, AgCl, пирофиллит и некоторые другие, растворимость углерода в которых достаточно велика. [36]
 |
Графики изменения во времени количества алмазной ( С & ( 1, 2 к перекристаллизованной графитовой ( Сг ( 3 фаз при Р 5 4 ГПа, Г1470 К в реакционных объемах 0 7 - IO - м3 ( I и 3 5 Ю-6 м3 ( 2, 3. [37] |
Ограничение длительности процесса алмазообразования при спонтанной кристаллизации может быть обусловлено различными причинами, например, неконтролируемыми изменениями р - Т - условий процесса, в частности, снижением давления при образовании из графита более плотного алмаза; появлением в реакционной зоне фаз, конкурирующих с ростом алмаза. Как отмечалось, такой фазой является монокристаллический графит. С целью выяснения его роли в процессе кристаллизации алмаза была проведена ( в камерах с реакционным объемом 3 5 10 - 6 м3) специальная серия экспериментов, которая обеспечила получение для последующего изучения трех групп образцов. К первой отнесены пробы графита с поверхности его контакта с расплавом металла, свободной от алмаза. Ко второй - слои металла преимущественно в виде пленок толщиной от 5 - 10 - 5 до 8 - 10 - 4 м, отделявшие алмаз от источника углерода, одна сторона которых являлась отпечатком с поверхности граней алмаза, а противоположная сторона представляла собой границу металл - графит. [38]
 |
Графики изменения во времени количества алмазной ( Са ( /, 2 и перекристаллизованной графитовой ( Сг ( 3 фаз при Р 5 4 ГПа, Г1470 К в реакционных объемах 0 7 - IO - м3 ( 1 и 3 5 Ю-6 м3 ( 2, 3. [39] |
Ограничение длительности процесса алмазообразования при спонтанной кристаллизации может быть обусловлено различными причинами, например, неконтролируемыми изменениями р - Т - условий процесса, в частности, снижением давления при образовании из графита более плотного алмаза; появлением в реакционной зоне фаз, конкурирующих с ростом алмаза. Как отмечалось, такой фазой является монокристаллический графит. С целью выяснения его роли в процессе кристаллизации алмаза была проведена ( в камерах с реакционным объемом 3 5 10-в м3) специальная серия экспериментов, которая обеспечила получение для последующего изучения трех групп образцов. К первой отнесены пробы графита с поверхности его контакта с расплавом металла, свободной от алмаза. Ко второй - слои металла преимущественно в виде пленок толщиной от 5 - 10 - 5 до 8 - 10 - 4 м, отделявшие алмаз от источника углерода, одна сторона которых являлась отпечатком с поверхности граней алмаза, а противоположная сторона представляла собой границу металл - графит. [40]
Очевидно, что в основе данных представлений лежит феноменологический подход к процессу образования зародышей, справедливый в случае не очень больших пересыщений, когда зародыш может считаться макроскопическим образованием, имеющим определенную геометрическую форму. При больших пересыщениях размер критического зародыша может приближаться к атомарному. Анализ экспериментальных данных по кинетике зарождения и роста, а также исследования внешней и внутренней морфологии синтетических алмазов свидетельствуют о существенно неравновесных условиях при больших пересыщениях, реализуемых при кристаллизации алмаза. [41]
Величина достигаемого давления, его распределение в реакционном объеме, эффективность и срок службы наковальни во многом определяются выбором среды, передающей давление, роль которой выполняет упругопластический материал контейнера. Этот материал, служащий для передачи давления на реакционный объем, должен пластически деформироваться в условиях высокого давления, обладать низким сопротивлением сдвигу и высоким внутренним трением на контакте с поверхностью наковален. Последнее необходимо для ограничения вытекания контейнера и герметизации камеры. Кроме того, материал контейнера должен быть термостойким, химически инертным к среде кристаллизации алмаза, обладать низкой тепло - и электропроводностью. [42]
 |
Схема аппарата, применяемого для выращивания крупных кристаллов алмаза с использованием переноса углерода в растворе металла. [43] |
Не следует думать, что производство синтетических алмазов в столь огромных объемах упрощает задачу получения алмазов таких Размеров и такого качества, которые позволяют отнести их к Драгоценным камням. К тому же для вЬ1ращивания больших кристаллов требуется длительное время. Оказалось, что затравочный кристалл необходим для предотвращения кристаллизации графита даже тогда, когда условия опыта соответствуют области кристаллизации алмаза. [44]
 |
Схема аппарата, применяемого для выращивания крупных кристаллов алмаза с использованием переноса углерода в растворе металла. [45] |
Страницы: 1 2 3 4