Алмазообразование

Cтраница 1

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. [1]

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. [2]

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. [3]

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. [4]

Слои монокристалличе-ского графита с металлических пленок, обработанных соляной кислотой при длительности синтеза 120с ( а и 2 4 - 102 с ( б, а также монокристалл графита толщиной 2 - 3 мкм, отслаивающийся от металлической пленки при длительности синтеза 2 4X XIО2 с ( в. У в. 60. [5]

Поэтому объяснить снижение скорости алмазообразования во времени только падением давления в реакционной зоне, связанным с большей плотностью алмаза по сравнению с исходным графитом, не представляется возможным. [6]

При таком подходе становится более понятна и роль такой важной при алмазообразовании примеси как азот. Хорошо известен факт влияния азота на степень упорядочения расплавов металлов переходных групп, а также роль азота как отрицательного фактора для процессов диффузии углерода и образования устойчивых карбидов. Однако ситуация изменяется, как только начинают использоваться расплавы, неблагоприятные по растворимости, активности углерода или строению расплава. [7]

Большое значение для понимания механизма синтеза алмаза имеют результаты опытов по изучению влияния структуры исходного улеродного вещества на процесс алмазообразования. [8]

Следовательно, индивидуальные особенности диэлектрических параметров отдельных кристаллов синтетического алмаза определяются количественным содержанием дефектов в объеме кристаллов, их природой, структурой, размерами, формой и отражают локальные условия алмазообразования. Очевидно, этим объясняется зависимость диэлектрических свойств алмазов от условий выращивания. Как правило, все исследованные кристаллы алмаза были получены в закалочном режиме охлаждения ( - 33 С в 1 с) от температуры синтеза. Следовательно, можно полагать, что состав включений и неоднородное распределение компонентов среды кристаллизации в них зафиксированы при закалке. [9]

Процесс синтеза искусственных алмазов представляют в основном в виде двух стадий: зародышеобразования и роста кристалла алмаза. В действительности непосредственно алмазообразованию предшествует: твердофазное взаимодействие с катализатором и его науглероживание ниже плавления эвтектики металл - углерод; плавление науглероженного катализатора и взаимодействие с расплавом в условиях изменяющейся концентрации углерода, параллельно с процессом алмазообразования протекает процесс жидкофазной графитации. [10]

В настоящее время отсутствуют точные экспериментальные значения активностей различных модификаций углерода в расплавах различных металлических систем при высоких давлениях. Однако косвенные данные указывают, что в трехфазных системах в зависимости от выбранного металла-растворителя линия алмазообразования в р - Г - координатах ( понимается как граница области, отвечающая неустойчивому равновесию) может изменять свое положение. [11]

Для спонтанного образования кристаллов из растворов вообще необходимо наличие в системе сравнительно высокого пересыщения, величина которого в общем случае определяет интенсивность этого процесса. Из диаграммы состояния следует, что пересыщение углерода по отношению к алмазу, а следовательно, и скорость процесса алмазообразования определяются как абсолютными значениями р - Г - параметров, так и их соотношением. [12]

Полученные данные позволяют заметить, что в изучавшихся условиях, отвечающих области термодинамической стабильности алмаза, рост этой фазы на начальном этапе процесса имеет преимущество перед образованием фазы монокристаллического графита. В дальнейшем это преимущество как бы переходит к фазе монокристаллического графита в том смысле, что ее количество продолжает непрерывно возрастать, а скорость алмазообразования резко снижается, и алмаз практически перестает расти. Важно отметить, что возникающая в результате сокристаллиза-ции с алмазом фаза высокосовершенного монокристаллического графита из-за слабого ее химического взаимодействия с насыщенным углеродом металлическим расплавом не может служить для алмаза источником углерода, способным обеспечивать заметную скорость его роста в рассматриваемых условиях. [14]

Страницы: 1 2