Исследование макро и микроструктуры синтетического алмаза Текст научной статьи по специальности «Химические науки»



SCIENCE TIME

ИССЛЕДОВАНИЕ МАКРО И

МИКРОСТРУКТУРЫ СИНТЕТИЧЕСКОГО АЛМАЗА

Р;У 1

Даминов Акмал Акбралиевич, Наманганский инженерно-педагогический Институт, г. Наманган, Узбекистан

E-mail: [email protected]

Аннотация. В статье представлены экспериментальные результаты исследования некоторые особенности макро и микроструктуры синтетического алмаза синтезированного с помощью катализатора

Ключевые слова: синтетический алмаз, катализатор, кристализация, октаэдров, кубоктаэдров, додекаэдров.

В настоящей работе исследованы некоторые особенности макро и микроструктуры кристаллов синтетического алмаза, полученного в области термодинамической устойчивости алмаза в присутствии Мп№, выполняющий роль растворителя - катализатора. Технологические параметры синтеза Р = 4-4,5 ГПа, Т = 1500 -1700 К, 1 = 30 мин.

Электронно-микроскопические исследования проводили на поверхности кристаллов непосредственно после получения на сколах а также на шлифах кристаллов алмаза.

На рис.1 приведена фотография исследуемых синтетических алмазов. Величина кристаллов 0,1 ^ 1 мм. Кристаллы в основном имели форму октаэдров,

кубоктаэдров, додекаэдров, кубов а также некоторые имеют неправильную форму с развитой поверхностью, агрегатами и сростками.

Форма полученных кристаллов существенно зависит от технологических параметров синтеза, в основном от температуры их получения. При оптимальных температурах синтеза полученные кристаллы имели форма кубооктаэдра и додекаэдра, они имели зелено-синий, желтый цвет. При максимальных температурах синтеза наблюдали появление октаэдров, они в основном были бесцветные.

13 5

Следует отметить, что окраска кристаллов также, по-видимому, может быть связано с чистотой применяемый исходных материалов т.е. с чистотой графита, катализатора и с природой содержащихся в них примеси [1].

Рис. 1. Синтетические алмазы Рис. 1 Синтетические алмазы

Исследуемые образцы в основном имеют гладкий поверхность. Известно, что гладкогранные кристаллы вырастает при пониженном значении пресыщения углерода в расплаве. В некоторых образцах на поверхности наблюдаются дендритная структура алмаза, образовавшегося при увеличенном значении пресыщения углерода в расплаве [2]. Дендритные формы в основном имеют общую кристаллографическую ориентировку. На поверхности некоторых образцов наблюдается волнообразная форма и микродефекты, по-видимому, представляющие собой микропреципитаты примесей, размеры которых в отдельных случаях достигают -0,1 мкм (рис.2). На скалах некоторых образцов

имеющие неправильную форму наблюдается спиралеобразный рост дефектов, по-видимому, связанной с инородными примесями, вакациями или термическими напряжениями, которые в дальнейшем действуют как самовоспроизводящий источник спиралеобразного роста (рис.3). Грани кристаллов обычно покрытии фигурами роста, углублений различной формы, наблюдается также радиально-лучистые, волокнистые или тонкозернистые агрегаты.

Одним из видов структурных несовершенств кристаллов являются дислокации. Следует отметит, что алмаз совершенно нерастворим в кислотах (ОТ, Н2 Б04, НК03) даже при высоких температур. Поэтому для выявления

структурных несовершенств синтетического алмаза в частности дислокации

исследуемые образцы медленно нагревалось (до 450 ^ 500 К ) в окислительной (ККОз) среде. При этом происходит травление его поверхности с образованием

ямок травления. Подсечет ямок травления, соответствующих местом выхода дислокации на поверхность, показывает, что плотность дислокаций составляет -(1 5) • 103 см "2.

Рис. 2. Микрофотография поверхности синтетического алмаза (х 115)

Рис. 2 Микрофотография поверхности синтетического алмаза (x 115)

Рис. 3. Микрофотография спиралеобразного роста дефектов (х 800)

Рис. 3 Микрофотография спиралеобразного роста дефектов (х 800) Таким образом, в настоящей работе показано влияние условия синтеза на

SCIENCE TIME

макро и микроструктуры синтетического алмаза. Выявлено дендритная, волнообразная структура, спиралеобразный рост дефектов и микродефекты представляющие собой микропрециптаты примесей, определено плотность дислокаций.

Литература:

1. И1ёеаИ I. Влияние исходного углерода и катализатора-растворителя на структуру и синтез алмаза. ХМаег. Бс1. -1988.- V. 23. -№8-р. 2877-2881.

2. Поляков В. П., Елютин В. П., Терентьев С. А. Взаимодействие графита и сажи с расплавам ММп под высоким давлением. ДАН СССР. -1989. -т. 307. -№1.- с. 110-

113.

13 8