CC BY
5Второй международный симпозиум «Безопасность и экономика водородного транспорта»
IFSSEHT-2003
ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ СИНТЕТИЧЕСКОГО АЛМАЗА ПРИ ДЛИННОИМПУЛЬСНОМ ВЗРЫВНОМ НАГРУЖЕНИИ
А. А. Штерцер, А. А. Дериба1, П. А. Симонов2, В. Н. Филимоненко3
НПП «МАТЕМ», Новосибирск, 630058, факс: (383-2) 33-71-22, e-mail: matem@mail.nsk.ru 1 Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева, Новосибирск, 630090, Россия 2 Институт катализа им. Г. К. Борескова, Новосибирск, 630090, Россия 3 Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, 630063, Россия
Проведена серия экспериментов по взрывному нагружению алмазных порошков марки «М1ро1ех», промышленно выпускаемых компанией Дюпон де -Немур. Использовались порошки с размером частиц
9 и 30 мкм. Частицы порошка представляют собой поликристаллы с размером кристаллитов не более
10 нм.
Чтобы в получаемых образцах снизить трещи-нообразование и минимизировать графитизацию алмаза, применялось импульсное нагружение с относительно низким давлением (<10ГПа) и большой длительностью импульса (>170 мкс). Для этой цели были разработаны специальные контейнеры сохранения и использовались двух- и трехслойные заряды взрывчатого вещества общей массой от 65 до 760 кг.
Исследования свойств полученных образцов включали измерения их плотности, пористости и микротвердости. Для изучения микроструктуры применяли оптическую и сканирующую электронную микроскопию, электронную микроскопию высокого разрешения, дифракционную рентгенографию и т. д.
В полученных образцах были обнаружены следующие формы углерода: алмаз, графит, замкнутые искривленные графитоподобные структуры, углеродные нанотрубки, аморфный углерод и углеродная фаза с карбидоподобными связями между атомами углерода. Кроме этого, в компактах наблюдаются алмазные монокристаллы размером 40 нм. Это позволяет предположить, что первоначальные кристаллиты, из которых состоит поликристаллическая частица, могут увеличиваться во время импульсного нагруже-ния.
Характерно, что образцы твердостью 28 ГПа были получены при динамическом давлении 10 ГПа. Чтобы получить аналогичный результат, другие исследователи использовали динамические давления, превышающие 70 ГПа, но с малой длительностью импульса в 1,5 мкс. По нашему мнению, длительное время на-гружения даже при значительном снижении давления обеспечивает благоприятные условия для образования вышеперечисленных углеродных структур, а также для роста монокристаллов и усиления связей между ними.
