Спосіб сортування алмазів

Изобретение относится к области минералогии алмаза, а именно сортировки алмазов на функциональные группы по содержанию примесного азота в A-форме для отбора сырья при изготовлении волок, алмазных карандашей, гребенок и другого алмазного инструмента. Известен способ сортировки алмазов на группы, основанный на определении содержания азота в A-форме с помощью абсорбционной спектроскопии по измерению коэффициента поглощения на длинах волн 7,8мкм в ИК- и 306,5нм в УФ-областях [1]. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту (прототипом) является способ сортировки алмазов по люминесцентным свойствам. Алмазы облучают пучком оптического излучения в диапазоне волн 310 - 360нм и определяют отношение абсолютных величин интенсивностей излучения на длинах волн 670 ± 10нм и 463 ± 5нм, где излучение на длине волны 670 ± 10нм характеризует концентрацию азота в A-форме [2]. Недостатком этого метода является невысокая точность отбора ввиду того, что здесь не учитывается множество факторов. Так, интенсивность люминесценции зависит от формы и размера образца, его ориентации, реабсорбции люминесценции в окрашенных кристаллах, наличия различных тушащих люминесценцию примесей и т.д. Метод трудоемок и требует больших затрат времени. Предлагаемое изобретение ставит перед собой задачу повысить точность и производительность сортировки. Поставленная задача достигается тем, что алмаз облучают импульсным излучением искровой лампы в диапазоне волн 310 - 365нм, измеряют кривую кинетики затухания N3-центров люминесценции, по которой определяют концентрацию азота в Aформе и производят сортировку алмазов. Преимущества настоящего способа заключаются в том, что в данном случае, определение содержания азота в A-форме не зависит от формы и размера образца, его ориентации, реабсорбции люминесценции в окрашенных кристаллах и т.д. Предлагаемое изобретение отличается от прототипа: облучением образца импульсным излучением искровой лампы, а не пучком стационарного излучения в диапазоне волн 310 360нм; - определением концентрации азота в Aформе по кривой кинетики затухания N3-центров люминесценции, а не по интенсивности люминесцентного излучения на длине волны 670 ± 10нм. В основе настоящего способа лежит измерение кинетики затухания N3-центров люминесценции природных алмазов. Зависимость интенсивности люминесценции от времени имеет неэкспоненциальный характер, что показано на фиг.1. На фиг.2 приведена блок-схема установки для измерения времени затухания люминесценции природных алмазов. На начальном этапе кинетики затухания можно выделить экспоненциальный участок и соответственно определить константу затухания Авторами экспериментально установлена зависимость между временем затухания N3центров люминесценции и концентрацией азота в A-форме, которая выражается следующей формулой: где время затухания N3-центров на начальном участке импульса люминесценции, нс; - 40нс - собственное время послесвечения N3-центров люминесценции; - коэффициент, численное значение которого определяется по известным и - концентрация азота в A-форме, см-3. В данном способе алмаз облучается импульсным излучением, а не стационарным в диапазоне волн 310 - 360нм (как в прототипе), потому, что проводятся временные измерения, а для измерения времени послесвечения образец необходимо облучать только импульсным излучением; при этом длительность импульса возбуждения должна быть меньше, чем время затухания люминесценции алмаза. В предлагаемом решении полуширина импульса возбуждения составляет ~0,9нс, а время послесвечения люминесценции алмаза 8 - 40нс. Способ определения содержания азота в Aформе в прототипе основан на измерении интенсивности люминесценции. При этом необходимо учитывать множество различных факторов, так как интенсивность люминесценции зависит от формы и размера образца, его ориентации, реабсорбции люминесценции в окрашенных кристаллах, наличия различных тушащих люминесценцию примесей и т.д. Из этого перечня факторов видно, что измерение интенсивности люминесценции не может быть эффективно использовано для корректного измерения содержания азота в A-форме. Измеряемая же нами кривая кинетики затухания люминесценции определяется только взаимодействием N3-центров с A-центрами и ее форма не зависит от перечисленных выше факторов. Неизвестно использование определения концентрации примесного азота в A-форме по кинетике затухания N3-центров люминесценции с целью сортировки алмазов, что существенно отличает предлагаемый способ от известных. Предлагаемый способ сортировки алмазов позволяет производить отбор образцов независимо от их размера и формы, значительно повышает точность сортировки при высокой производительности. Таким образом, данное изобретение обеспечивает получение технического результата.