Детонаційний спосіб виробництва частинок вуглецю

Реферат: У даному способі виробництва для одержання частинки вуглецю детонаційним способом розміщають вибухову речовину зі швидкістю детонації 6300 м/с або більше навколо вихідної речовини, що містить ароматичну сполуку з не більше ніж двома нітрогрупами, і здійснюють детонацію вибухової речовини. Цей спосіб виробництва дозволяє одержувати частинки вуглецю, які містять наномерний вуглець у формі графіту й алмаз, детонаційним способом з використанням непорохового вихідного матеріалу. Крім того, одержані частинки вуглецю характеризуються масовим відношенням G/D 2,5 або більше, де G - маса вуглецю у формі графіту, a D - маса алмазу. UA 114771 C2 (12) UA 114771 C2 UA 114771 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ОПИС Галузь техніки [0001] Даний винахід стосується способу виробництва частинок вуглецю детонаційним способом. Більш докладно, даний винахід стосується способу виробництва частинок вуглецю, які містять вуглець у формі графіту й алмаз, детонаційним способом, у якому як вихідна використовується речовина, що містить ароматичну сполуку з не більше ніж 2 нітрогрупами (яка далі називається "ненизькошвидкісною вибуховою вихідною речовиною"). ПЕРЕДУМОВИ ВИНАХОДУ [0002] Наномерний алмаз (далі іменований "наноалмаз") має велике число цінних властивостей, таких як висока твердість і дуже низький коефіцієнт тертя, а тому його вже застосовують у багатьох галузях і досліджують можливості його застосування як надзвичайно багатообіцяючого нового матеріалу. [0003] Відомо, що наноалмаз може бути, наприклад, синтезований з використанням реакції детонації високошвидкісної вибухової речовини. Цей спосіб синтезу називають детонаційним способом, у якому здійснюють детонацію тільки з вихідною речовиною, що містить як джерело вуглецю ароматичну сполуку з 3 або більше нітрогрупами (яка далі називається "низькошвидкісною вибуховою вихідною речовиною"), і в результаті реакції детонації атом вуглецю, що відщепився від і вивільнився з молекули, що входить до складу низькошвидкісної вибухової вихідної речовини, утворює алмаз при високій температурі і високому тиску під час детонації (див., наприклад, NPL 1). [0004] Виробництво наноалмаза детонаційним способом дотепер здійснювалося, наприклад, у східноєвропейських країнах, включаючи Росію й Україну, у Сполучених Штатах Америки, Китаї і т. п. Оскільки в цих країнах як низькошвидкісна вибухова вихідна речовина, що є джерелом вуглецю, недорого доступні відходи низькошвидкісних вибухових речовин військового призначення, уже використовуються тринітротолуол (ТНТ), сильна вибухова суміш ТНТ із гексогеном (RDX: триметилентринітрамін) або октогеном (НМХ: циклотетраметилентетранітрамін) і т. п. У контексті даного винаходу поняття "високошвидкісна вибухова речовина" означає матеріал, здатний здійснювати реакцію детонації, і низькошвидкісна вибухова вихідна речовина і ненизькошвидкісна вибухова вихідна речовина охоплюються поняттям "високошвидкісна вибухова речовина". Крім того, термін "вибухова речовина" означає речовину, здатну викликати миттєву реакцію горіння, і включає речовину, що є твердою при нормальній температурі і нормальному тиску, і речовину, що є рідкою при нормальній температурі і нормальному тиску; однак, цей термін стосується твердої вибухової речовини, що не має текучості при нормальній температурі і нормальному тиску, якщо інше не зазначено в даному описі. [0005] Очікується, що необхідна кількість наноалмаза в майбутньому буде усе зростати внаслідок розробки його застосування. Однак, що стосується виробництва з використанням ненизькошвидкісних вибухових речовин, які є відходами військового виробництва, обсяг виробництва має межу. Отже, можливо, що в майбутньому постачання на міжнародний ринок будуть недостатніми. У такому випадку очікується зростання вітчизняного виробництва, однак, з результатів попередньої оцінки, виконаної авторами даного винаходу, виявляється, що, в цілому, описана вище низькошвидкісна вибухова вихідна речовина дорога і, отже, собівартість буде високою, результатом чого є нерентабельність виробництва. [0006] Вироблюваний на даний час детонаційним способом наноалмаз містить вуглецеві домішки, що складаються, головним чином, з наномерного вуглецю у формі графіту (далі іменованого "нанографіт"), тобто вуглецевої фракції, що не має структури алмаза. [0007] Дотепер вважалося, що вуглецеві домішки є неминучістю, пов'язаною з використанням чудових властивостей наноалмаза. Отже, в існуючих способах наголос робився на підготовку наноалмаза шляхом видалення, наскільки це можливо, вуглецевих домішок, таких як нанографіт, за допомогою різних способів очищення або хімічної обробки (див., наприклад, PTL 1 і 2). Однак, нанографіт має відмінні від наноалмаза фізичні властивості, такі як твердість і висока електропровідність; крім того, він має характерні особливості, які полягають у тому, що він може зв'язуватися з великою кількістю гетерогенних атомів, відмінних від вуглецю, або функціональних груп, так що йому можна надавати нові функції. Отже, увагу до нанографіту привертає те, що він є багатообіцяючим новим матеріалом, який може мати різні властивості при його використанні окремо або в суміші з наноалмазом. Суть винаходу Технічна задача 1 UA 114771 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 [0010] Метою даного винаходу є забезпечення способу виробництва частинок вуглецю, які містять вуглець у формі графіту й алмаз, детонаційним способом, у якому використовується ненизькошвидкісна вибухова вихідна речовина, що є дешевою і може постачатися без перебоїв. Рішення поставленої задачі [0011] Авторами даного винаходу виявлено, що частинки вуглецю, одержувані детонаційним способом з використанням ненизькошвидкісної вибухової вихідної речовини, являють собою новий вуглецевий матеріал, який містить вуглець у формі наномерного графіту й алмаз (далі іменований "частинки вуглецю"), що і привело до даного винаходу. [0012] Наноалмаз або нанографіт утворюється, коли вихідна речовина викликає детонацію, розпадається на атомному рівні, і атоми вуглецю, що вивільнилися з неї, агрегуються у твердий стан, не будучи окисленими. Під час детонації вихідна речовина внаслідок реакції розпаду знаходиться в умовах високої температури і високого тиску; однак, її тиск і температуру негайно знижують. Перехід від цього стану високої температури і високого тиску до охолодження при зменшеному тиску здійснюють за дуже короткий час у порівнянні зі звичайним горінням або дефлаграцією, що являє собою явище вибуху, більш повільного, ніж детонація, і, отже, немає часу для того, щоб агрегований вуглець розростався, тому утворюються наномерні частинки вуглецю. У тому випадку, коли типову високоефективну високошвидкісну вибухову речовину (наприклад, високошвидкісна суміш ТНТ і RDX), відому як така, що викликає детонацію, використовують як вихідну речовину, тиск під час детонації стає дуже великим, отже, як легко передбачити на основі термодинамічної діаграми фазової рівноваги вуглецю, частинки вуглецю, що утворилися, містять велику кількість алмаза (наноалмаза). Отже, щоб ефективним чином виробляти частки вуглецю, які містять велику частку нанографіту, важливо вибрати таку вихідну речовину, склад якої забезпечує не тільки належну величину тиску під час детонації, яка нижче, ніж у випадку високоефективної високошвидкісної вибухової речовини, але і те, що вуглець, який вивільнився, не окисляється. [0013] Крім того, вимога, яка полягає в тому, щоб тиск під час детонації вихідної речовини був нижче, ніж у випадку високоефективної високошвидкісної вибухової речовини, означає можливість появи ефекту, при якому детонація вихідної речовини може виявитися ускладненою або навіть, якщо детонація може бути здійснена, вона може бути перервана в процесі. Отже, необхідно передбачити розташування вибухової речовини, здатної викликати детонацію, на периферії вихідної речовини, тим самим забезпечуючи можливість стабільної детонації вихідної речовини, як описано нижче. [0014] Тобто, даний винахід спрямований на забезпечення способу виробництва частинок вуглецю детонаційним способом, який включає використання вихідної речовини, що містить ароматичну сполуку, яка включає не більше 2 нітрогруп, і розташування вибухової речовини, що характеризується швидкістю детонації 6300 м/с або більше, на периферії вихідної речовини, тим самим забезпечуючи стабільну детонацію вибухової речовини. [0015] Згідно зі способом даного винаходу, вихідна речовина, переважно, містить щонайменше одну ненизькошвидкісну вибухову вихідну речовину, вибрану з групи, що складається з динітротолуолу, динітробензолу і динітроксилолу. Ця вибухова речовина може бути рідкою, мати текучість при нормальній температурі і нормальному тиску (далі іменується "рідка високошвидкісна вибухова речовина"). У порівнянні з випадком використання твердої вибухової речовини, коли використовують рідка вибухова речовина, вище степінь вільності форми, легше збільшення об'єму і можна підвищити технологічність і безпеку. Ця вибухова речовина також може являти собою вибухову речовину, у якій вуглець як складовий елемент відсутній. Крім того, описана вище рідина (рідка високошвидкісна вибухова речовина) також може бути речовиною, яка містить щонайменше один тип, вибраний із групи, що складається із суміші гідразину і нітрату гідразину, суміші гідразину і нітрату амонію, нітрометану і суміші гідразину і нітрометану. [0016] Згідно зі способом даного винаходу, є переважним здійснення детонації в стані, коли вихідна речовина і вибухова речовина завантажені в камеру, і/або в стані, коли охолоджувач розташований у камері на периферії вихідної речовини і вибухової речовини. При цьому, оскільки атмосфера в камері не містить газоподібний кисень і/або оскільки охолоджувач є речовиною, що практично не утворює окислювальних речовин, таких як кисень і озон, реакція окислювання може бути інгібована, отже, частка, у масовому відношенні, частинок вуглецю, які можуть бути одержані з вуглецю, що міститься у вихідній речовині (а саме "вихід", що являє собою масове відношення частинок вуглецю до вихідної речовини), може бути збільшена. [0017] Спосіб виробництва даного винаходу може додатково включати стадію витягання частинок вуглецю з залишку, одержаного на описаній вище стадії детонації. На стадії витягання, наприклад, якщо здійснюють обробку, спрямовану на сортування/очищення, частинки вуглецю 2 UA 114771 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 можуть бути одержані у формі порошку з заданим діаметром частинок. Два або декілька з цих відповідних переважних варіантів здійснення винаходу можуть бути об'єднані. [0018] Крім того, даним винаходом забезпечується частинка вуглецю, одержана описаним вище способом виробництва. Ця частинка вуглецю містить вуглець у формі графіту й алмаз, характеризується високою часткою вуглецю у формі графіту в порівнянні зі звичайними продуктами (у випадку використання низькошвидкісного вибухового вихідного матеріалу). Переваги винаходу [0019] Відповідно до даного винаходу, можливо викликати стабільну детонацію детонаційним способом, відповідно до якого використовується недорога ненизькошвидкісна вибухова вихідна речовина, і можливо виробляти частинки вуглецю, які містять вуглець у формі графіту й алмаз. Крім того, можливо виробляти частинки вуглецю, які містять значну кількість вуглецю у формі графіту і мають різні властивості поверхні, у порівнянні зі звичайними продуктами, при виробництві яких використана низькошвидкісна вибухова вихідна речовина. Короткий опис креслень [0020] На фіг. 1 представлений вигляд у розрізі, що схематично пояснює приклад вибухового пристрою, який використовується для здійснення способу виробництва даного винаходу. На фіг. 2 представлена фотографія, одержана методом просвічувальної електронної мікроскопії (transmission electron microscopy-TEM), частинок вуглецю, одержаних у прикладі 3. На фіг. 3 представлені фотографії, одержані методом просвічувальної електронної мікроскопії (TEM), частинок вуглецю, одержаних у прикладі 3. На фіг. 4 представлена рентгенограма частинок вуглецю, одержаних у прикладі 3. На фіг. 5 представлений графік, що є калібрувальною кривою, використаною при визначенні частки вмісту алмаза в частинках вуглецю. Опис варіантів здійснення винаходу Спосіб виробництва частинок вуглецю [0021] Спосіб виробництва даного винаходу стосується виробництва частинок вуглецю, які містять вуглець у формі графіту й алмаз, детонаційним способом, при цьому спосіб включає стадію розміщення вибухової речовини, що характеризується швидкістю детонації 6300 м/с або більше, на периферії вихідної речовини, яка містить ароматичну сполуку з не більше ніж 2 нітрогрупами, і стадію детонації вибухової речовини. [0022] Згідно зі способом даного винаходу, насамперед, вибухову речовину, що характеризується швидкістю детонації 6300 м/с або більше, розташовують на периферії вихідної речовини, яка містить ароматичну сполуку з не більше ніж 2 нітрогрупами. Ароматична сполука з не більше ніж 2 нітрогрупами є ненизькошвидкісною вибуховою вихідною речовиною, що міститься у вихідній речовині, тобто джерелом вуглецю для детонаційного способу. Вибухова речовина зі швидкістю детонації 6300 м/с або більше являє собою речовину, здатну викликати стабільну детонацію з метою утворення частинок вуглецю з вихідної речовини. У тому випадку, коли молекула, що утворює вибухову речовину, містить атом вуглецю, вибухова речовина, можливо, також може бути джерелом вуглецю поряд з вихідною речовиною. [0023] Ароматична сполука з не більше ніж 2 нітрогрупами являє собою сполуку зі структурою, у якій 0, 1 або 2 атоми водню ароматичного кільця, такого як бензол, нафталін або антрацен, заміщені нітрогрупою. Ця ароматична сполука може мати замісник, відмінний від нітрогрупи. Прикладами такого замісника є алкільна група, гідроксильна група, гідроксіалкільна група, аміногрупа і галогенова група. Хоча можливий випадок, коли, залежно від взаємного розташування нітрогрупи або замісника, є позиційні ізомери, у способі виробництва даного винаходу можливо використовувати всі ці позиційні ізомери. Наприклад, у тому випадку, коли ароматична сполука являє собою нітротолуол, позиційних ізомерів три, включаючи 2-, 3- і 4нітротоолуол. До прикладів описаної вище ароматичної сполуки належать бензол, толуол, ксилол, нафталін, антрацен, нітробензол, нітротолуол, нітроксилол, нітронафталін, нітроантрацен, динітробензол, динітротолуол, динітроксилол, динітронафталін і динітроантрацен. З цих ароматичних сполук динітротолуол (DNT), динітробензол (DNB), динітроксилол (DNX) і т. п. є переважними, оскільки вони легкодоступні і без складності плавляться завдяки низькій температурі плавлення. Ароматична сполука може бути використана індивідуально або в комбінації з однієї або декількох. [0024] Вихідна речовина може додатково до ароматичної сполуки з не більше ніж 2 нітрогрупами, що є ненизькошвидкісною вибуховою вихідною речовиною, включати низькошвидкісну вибухову вихідну речовину. Низькошвидкісна вибухова вихідна речовина - це, наприклад, сполука, яка містить 3 або більше нітрогруп, і, узагалі, є сполукою, яку застосовують для вибухів. До прикладів нітросполук належать тринітротолуол (ТНТ), гексоген (RDX: 3 UA 114771 C2 5 10 15 20 25 30 35 триметилентринітрамін), октоген (НМХ: циклотетраметилентетранітрамін), пентаеритритолу тетранітрат (PETN) і тетрил (тетранітрометиланілін). Нітросполука може бути використана індивідуально або в сполученні з двох або декількох. [0025] Частка вмісту ароматичної сполуки з не більше ніж 2 нітрогрупами у вихідній речовині складає, узагалі, 50 % мас. або більше, переважно 80 % мас. або більше, більш переважно 90 % мас. або більше, ще більш переважно 95 % мас. або більше відносно загальної маси вихідної речовини. Коли ароматична сполука з не більше ніж 2 нітрогрупами, яка є недорогою ненизькошвидкісною вибуховою вихідною речовиною, міститься у великій кількості, частка сполуки з 3 або більше нітрогрупами, яка є дорогою низькошвидкісною вибуховою вихідною речовиною, може бути зменшена, отже верхня межа вмісту ароматичної сполуки, що включає не більше 2 нітрогруп, складає, найбільш переважно, 100 % мас. Ця верхня межа може складати, переважно, 99 % мас. або близько 98 % мас. [0026] Швидкість детонації вибухової речовини, що підлягає розміщенню на периферії, повинна бути вище, ніж швидкість детонації вихідної речовини. Наприклад, хоча важко 3 домогтися стабільної детонації DNT (істинна густина 1,52 г/см , температура плавлення від 67 до 70 °C), що являє приклад вихідної речовини, швидкість детонації у випадку, коли вона можлива, оцінюється як така, що дорівнює, приблизно, 6000 м/с. З цієї причини швидкість детонації вибухової речовини повинна бути більше цього значення. Отже, відповідно до даного винаходу, швидкість детонації вибухової речовини задається рівною 6300 м/с або більше. Швидкість детонації типової вибухової речовини, узагалі, складає 10000 м/с або менше. Отже, швидкість детонації вибухової речовини в контексті даного винаходу може передбачатися рівною 10000 м/с або менше. Швидкість детонації являє собою швидкість поширення детонації у випадку, коли вибухова речовина викликає детонацію, і вимірюється методом Дотріша (Dautriche), іонним методом, оптоволоконим методом і т. п. Що стосується швидкості детонації, яка задається в даному винаході, дається посилання на LASL Explosive Properties Data, ed. Gibbs T.R. and Propolato A., University of California Press, Berkeley, Los Angeles, London, 1980. Крім того, що стосується швидкості детонації DNT, дається посилання на Combustion and Flames, Vol. 14(1970), p. 145. Що стосується швидкості детонації нітрометану, дається посилання на Kusakabe and Fujiwara, "Studies regarding Detonation of Liquid High Explosives (First Report)", Journal of the Industrial Explosives Society, Japan, Vol. 40, No. 2(1979), p. 109. Що стосується швидкості детонації NH+HH (нітрат гідразину (H 2N-NH2·HNO3) і гідрат гідразину (H2NNH2·H2O)), дається посилання на Kusakabe et al., "Studies regarding Detonation of Liquid High Explosives (Third Report)", Journal of the Industrial Explosives Society, Japan, Vol. 41, No. 1(1980), p. 23. Швидкість детонації типових вибухових речовин наведена в нижченаведеній таблиці 1. У таблиці 1 представлені вибухові речовини, здатні до стабільної детонації. [0027] Таблиця 1 Вибухова речовина ТНТ RDX HMX PETN Тетрил 2) Композиція В 3) Октол (75/25) Нітрометан 4) NH+HH Молекулярна формула С7Н5N3О6 С3Н6N6О6 С4Н8N8О8 С5Н8N4О12 С7Н5N8О8 СН3NО2 1) 3 Густина (г/см ) 1,64 1,77 1,89 1,67 1,68 1,71 1,81 1,13 1,39 Швидкість детонації (м/с) 6940 8640 9110 7980 7670 8020 8450 6260 8330 Температура плавлення (°С) 80,9 204,1 278,0 142,9 129,4 80,1 80,1 1) Густина під час вимірювання швидкості детонації. Композиція В являє собою високошвидкісну вибухову суміш 59,5 % мас. RDX, 39,5 % мас. ТНТ і 1,0 % мас. воску. 3) Октол являє собою високошвидкісну вибухову суміш 75 % мас. НМX і 25 % мас. ТНТ. 4) Рідка високошвидкісна речовина на основі гідразину, одержувана шляхом змішування нітрату гідразину (H2N-NH2·HNO3) і гідрату гідразину (H2N-NH2·H2O) в масовому відношенні 3:1. 2) [0028] Прикладами вибухової речовини є ТНТ, RDX, HMX, PETN, тетрил, високошвидкісна вибухова суміш, що складається, головним чином, з RDX і ТНТ (наприклад, композиція В), і 4 UA 114771 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 високошвидкісна вибухова суміш, що складається, головним чином, із НМХ і ТНТ (наприклад, октол). [0029] Рідка високошвидкісна вибухова речовина також може бути використана як вибухова речовина. У порівнянні з використанням твердої речовини, коли як вибухову речовину використовують рідину, вище степінь вільності форми, легше збільшення об'єму і можна підвищити технологічність і безпеку. Прикладами рідкої високошвидкісної вибухової речовини є суміш гідразину (включаючи його гідрат, тобто гідрат гідразину) і нітрату гідразину, суміш гідразину і нітрату амонію, суміш гідразину, нітрату гідразину і нітрату амонію, нітрометан і суміш гідразину і нітрометану. [0030] З перерахованих вище вибухових речовин, як тверда речовина переважний ТНТ, що легко піддається формуванню завдяки низькій температурі плавлення, або композиція В, що містить ТНТ як основний компонент, і т. п. Вибухова речовина може бути використана індивідуально або може бути використана комбінація з двох або декількох типів. Властивості типових вибухових речовин представлені в наведеній вище таблиці 1. [0031] Використовувані кількості кожної з речовин - вихідної речовини і вибухової речовини можуть бути належним чином вивірені відповідно до заданої кількості частинок вуглецю і не мають визначених обмежень. Їх співвідношення (вибухова речовина/вихідна речовина), переважно, складає 0,1 або більше, більш переважно 0,2 або більше, і, переважно, 1 або менше, більш переважно 0,9 або менше, ще більш переважно 0,8 або менше, у масовому відношенні. Коли використовуване кількісне співвідношення менше 0,1, через недостатність детонації реакція утворення частинок вуглецю не може бути здійснена і можливе зниження виходу. Навпаки, коли використовуване кількісне співвідношення більше 1, через те, що вибухова речовина використовується в кількості, яка перевищує необхідну, можливе збільшення собівартості виробництва. [0032] Спосіб дій при здійсненні способу виробництва даного винаходу далі описаний докладно з посиланням на прикладені креслення. На фіг. 1 представлений вигляд у розрізі, що схематично пояснює приклад вибухового пристрою, який використовується для здійснення способу виробництва даного винаходу. Вибуховий пристрій, показаний на фіг. 1, є лише прикладом і даний винахід ним не обмежується. [0033] Насамперед, вибухову речовину 12 розташовують на периферії вихідної речовини 10. Що стосується розташування вибухової речовини 12 на периферії вихідної речовини 10, є переважним симетричне розташування вихідної речовини 10 і вибухової речовини 12, щоб умови високої температури і високого тиску, що ідуть за вибуховою хвилею, яка утворюється внаслідок детонації вибухової речовини 12, наскільки можливо рівномірно впливали на вихідну речовину 10, а саме, щоб забезпечити симетричний вибух. Так, наприклад, у випадку, коли і уся вихідна речовина 10, і вибухова речовина 12 є твердими, може бути виготовлений формований масив концентричної стовпчастої форми, наприклад, шляхом заливання розплавом або запресовування вихідної речовини 10 і вибухової речовини 12 у циліндричну рознімну форму. У тому випадку, коли вихідна речовина 10 тверда, а вибухова речовина 12 являє собою рідку високошвидкісну вибухову речовину, може бути застосований спосіб, відповідно до якого стовпчастий формований масив виготовляють, наприклад, шляхом заливання розплавом або запресовування вихідної речовини 10, потім цей формований масив поміщають у центр внутрішнього простору циліндричного контейнера, сполучаючи їх в осьовому напрямку, і по периферії інжектують рідку високошвидкісну вибухову речовину. У тому випадку, коли вихідна речовина 10 є рідиною, а вибухова речовина 12 тверда, може бути застосований спосіб, відповідно до якого виготовляють концентричний порожній стовпчастий формований масив, наприклад, шляхом заливання розплавом або запресовування вибухової речовини 12, після чого в його порожню частину інжектують вихідну речовину 10. Контейнер 20, що містить вихідну речовину 10 і вибухову речовину 12, далі іменується "вибуховий контейнер". Переважно використовувати як вибуховий контейнер 20 контейнер, виготовлений із синтетичної смоли, наприклад акрилової смоли і т. д., оскільки це дозволяє уникнути забруднення домішками, наприклад металами. [0034] Потім, згідно зі способом виробництва даного винаходу, викликають детонацію вибухової речовини 12 з утворенням частинок вуглецю з вихідної речовини 10. Вибухова хвиля, що утворюється внаслідок реакції детонації вибухової речовини 12, поширюється в напрямку до вихідної речовини 10, стискає вихідну речовину 10, викликаючи її детонацію, і атоми вуглецю, відщеплені і вивільнені з органічної молекули, яка утворює вихідну речовину 10, перетворюються в частинки вуглецю, що містять вуглець у формі нанографіту і наноалмаз. [0035] Хоча детонація може бути здійснена, як у відкритій, так і в замкнутій системі, переважно здійснювати її в замкнутій системі, наприклад, у стані, коли вихідна речовина і 5 UA 114771 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вибухова речовина завантажені, наприклад, у виготовлену з металу камеру (наприклад, у стані, коли формований масив вихідної речовини і вибухової речовини або вибуховий контейнер з вихідною речовиною і вибуховою речовиною усередині нього підвішені усередині камери), оскільки при цьому можна перешкодити поширенню залишку по великій площі. Камера, яку використовують для здійснення детонації, далі іменується "вибухова камера". Що стосується детонації, оскільки атмосфера у вибуховій камері практично не містить кисень, реакція окислювання вуглецевої фракції може бути інгібована, тому можливо збільшити вихід. Щоб одержати таку атмосферу, атмосфера, наприклад, може бути витіснена інертним газом, таким як газоподібний азот, газоподібний аргон або газоподібний діоксид вуглецю; вибухова камера може бути вакуумована до, приблизно, від -0,1 до -0,01 МПаG (символ "G", поміщений після одиниць вимірювання тиску, означає манометричний тиск; далі так само); або після вакуумування, щоб видалити повітря (кисень), може бути поданий описаний вище інертний газ до досягнення невеликого позитивного тиску, приблизно, від +0,000 до +0,001 МПаG. Камера не обмежується камерою, виготовленою з металу, наприклад, вона може бути виготовлена з бетону. Крім того, детонація може бути здійснена усередині земляного спорудження або галереї, одержаної шляхом виїмки ґрунту, без використання камери. [0036] Крім того, є переважним розміщення охолоджувача на периферії вихідної речовини і вибухової речовини усередині вибухової камери, оскільки це забезпечує можливість різкого охолодження алмаза з метою запобігання його фазовому переходу в графіт. Щоб розмістити охолоджувач, як описано вище, формований масив або вибуховий контейнер 20, наприклад, може бути поміщений в охолоджувальний контейнер 30, після чого охолоджувач 32 завантажують у зазор між охолоджувальним контейнером 30 і формованим масивом або вибуховим контейнером 20. При цьому, у випадку, коли охолоджувач 32 є речовиною, яка практично не утворює окислювальних речовин, таких як кисень і озон, він може інгібувати реакцію окислювання вуглецевої фракції, отже, може бути збільшений вихід. Щоб одержати такий охолоджувач, наприклад, може бути видалений газоподібний кисень, розчинений в охолоджувачі 32, або може бути використаний охолоджувач 32, що не містить елементів, що його складають, які утворюють окислювальні речовини, такі як кисень і озон. Прикладами охолоджувача 32 є вода і галогенований алкіл (наприклад, фторвуглеці або тетрахлорид вуглецю), вода є особливо переважною, оскільки вона практично не надає шкідливого впливу на навколишнє середовище. [0037] Хоча вибухову речовину 12, як правило, підривають за допомогою детонатора або детонуючого шнура, щоб детонація була неминучою, між вибуховою речовиною 12 і детонатором або детонуючим шнуром може знаходитися підсилювач (наприклад, композиція С4, композиція С-4 SEP виробництва Asahi Kasei Chemicals Corporation і т. п.). У цьому випадку після установлення підсилювача 22 і детонатора або детонуючого шнура 24 у формованому масиві або вибуховому контейнері 20, наприклад, їх упаковують у вибухову камеру. У випадку використання охолоджувача 32 є переважним, щоб формований масив або вибуховий контейнер 20 був поміщений в герметичний контейнер (наприклад, мішок, виготовлений з такого вихідного матеріалу, як синтетична смола на основі олефіну, наприклад поліетилену або поліпропілену), щоб, наприклад, охолоджувач 32 не проникав у вибуховий контейнер 20. Після такого збирання, коли вибухову речовину 12 підривають, щоб викликати детонацію, частинки вуглецю, які містять вуглець у формі графіту й алмаз, можуть бути одержані у формі його залишку. [0038] Згідно зі способом виробництва даного винаходу, залишок, одержаний на стадії детонації, може містити як домішки уламки вибуху, такі як уламки контейнера, електропроводу або проводки і т. д. У такому випадку, є переважною наявність стадії видалення уламків із залишку, одержаного на стадії детонації, з метою витягання частинок вуглецю. На стадії витягання, наприклад, при здійсненні сортування/очищення, частинки вуглецю можуть бути одержані у формі сухого порошку з заданим діаметром частинок. [0039] Звичайно, насамперед, після видалення великих уламків з одержаного залишку, решту піддають сортуванню на ситі і т. п., розділяючи на матеріал, що пройшов крізь сито, і залишок на ситі, і одержують матеріал, що пройшов крізь сито. Залишок на ситі розмелюють і знову сортують. Від одержаного в остаточному підсумку матеріалу, що пройшов крізь сито, відділяють воду. При цьому, матеріал, що пройшов крізь сито з отворами, що відповідають заданому діаметру частинок, може бути одержаний як продукт при належному підборі отворів сита і повторенні операцій сортування/очищення. [0040] Більш конкретно, наприклад, у випадку здійснення детонації у вибуховій камері з використанням води як охолоджувача 32, витягають залишок, що містить воду, його відстоюють і розділяють. Після видалення великих уламків надосадову рідину відводять як відходи, осад 6 UA 114771 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сортують за допомогою сита і т. п., тим самим одержуючи матеріал, що пройшов крізь сито. Вуглецева фракція, що утворилася, містить фракцію, зв'язану з уламками, отже залишок на ситі розмелюють і розділяють за допомогою ультразвукової вібрації і т. п., потім знову сортують на ситі і т. п. Узагалі, оскільки залишок на ситі, приблизно 30 мкм, являє собою, більшою частиною, уламки вибуху, такі як уламки вибухового контейнера 20, електропроводу або проводки і т. д., є переважним, щоб після його відділення він був утилізований як промислові відходи, а матеріал, що пройшов крізь сито, приблизно 30 мкм, витягають як кінцевий продукт. З витягнутого продукту видаляють воду за допомогою центрифугування і т. п., потім сушать і одержують готові частинки вуглецю з заданим діаметром. [0041] Наприклад, у випадку використання як вибухового контейнера 20 контейнера з акрилової смоли, акрилова смола може бути можливою забруднюючою домішкою. У цьому випадку акрилову смолу можна видалити, наприклад, шляхом вимивання ацетоном. [0042] Крім того, коли забруднюючою домішкою є метал, такий як залізо, залежно від передбачуваного застосування, це може бути небажаним. У такому випадку, метал, такий як залізо, може бути видалений, наприклад, за допомогою обробки гарячою концентрованою азотною кислотою. [0043] Одержаний порошок являє собою наномерні частинки вуглецю, які містять, крім наноалмаза, значну кількість вуглецю у формі графіту. Однак, залежно від варіанта застосування, може знадобитися ефективно використовувати неперевершені властивості алмаза. Частинки вуглецю [0044] Частинки вуглецю даного винаходу одержані описаним вище способом виробництва; якщо масу вуглецю у формі графіту позначити G, а масу алмаза позначити D, їх масове відношення G/D складає 2,5 або більше. Склад і фізичні властивості, які характеризують частинки вуглецю даного винаходу, далі описані докладно. [0045] Насамперед, частинки вуглецю даного винаходу можуть бути описані в термінах масового співвідношення вуглецевого компонента, що їх складає. Частинки вуглецю утворюються, коли вихідна речовина піддається детонації, розпадається до атомів, і атоми вуглецю, що вивільнилися, не окисляючись, агрегуються у твердому стані. Під час детонації вихідна речовина знаходиться в умовах високої температури і високого тиску внаслідок реакції детонації; однак її тиск і температуру негайно знижують. Перехід від умов високої температури і високого тиску до охолодження при зменшеному тиску здійснюють за дуже короткий час у порівнянні зі звичайним горінням або дефлаграцією, що являє собою явище вибуху, більш повільного, ніж детонація, і, отже, немає часу для того, щоб агрегований вуглець розростався, тому утворюються наномерні частинки вуглецю. [0046] У тому випадку, коли типову високоефективну високошвидкісну вибухову речовину, відому як така, що викликає детонацію, таку як RDX або HMX, як описано вище, використовують як вихідну речовину, тиск під час детонації стає дуже великим, отже, як легко передбачити на основі термодинамічної діаграми фазової рівноваги вуглецю, частинки вуглецю, що утворилися, містять велику кількість наноалмаза. [0047] З іншого боку, у тому випадку, коли використовувана вихідна речовина не є високоефективною високошвидкісною вибуховою речовиною, оскільки тиск під час детонації невисокий, відбувається не синтез алмаза, а утворення наномерних частинок вуглецю, відмінних від алмаза. Ці частинки вуглецю містять значну кількість наномерного вуглецю у формі графіту (далі іменованого "нанографіт"). [0048] Отже, частку наноалмаза і нанографіту, що містяться в частинках, можна регулювати за допомогою тиску під час детонації вихідної речовини. Тобто, шляхом використання вихідної речовини, що не є високоефективною високошвидкісною вибуховою речовиною, можна збільшити частку нанографіту. Однак, коли тиск під час детонації вихідної речовини нижче, ніж при детонації високоефективної високошвидкісної вибухової речовини, можлива поява ефекту, при якому детонація вихідної речовини може виявитися ускладненою або навіть, якщо детонація може бути здійснена, вона може бути перервана в процесі. Тобто, це означає, що важко забезпечити стабільну детонацію однієї вихідної речовини. Отже, у тому випадку, коли тиск під час детонації вихідної речовини низький, необхідно передбачити розташування вибухової речовини, здатної викликати детонацію, на периферії вихідної речовини, тим самим забезпечуючи можливість стабільної детонації вихідної речовини. Крім того, у всіх випадках важливо вибрати вихідну речовину з таким складом, щоб вуглець, що вивільнився, не окислявся. 7 UA 114771 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 [0049] Крім того, бажано, наскільки це можливо, видалити окислювальну речовину, таку як газоподібний кисень або озон, яка окисляє вуглець, що вивільнився, з утворенням газоподібного СО, СО2 і т. п., із детонуючої системи. [0050] Крім того, можна передбачити, що у випадку детонації низькошвидкісної вибухової речовини або вихідної речовини, що містить ароматичну сполуку з не більше ніж 2 нітрогрупами, утворюються всі типи частинок наномерного вуглецю, такого як алмаз, графіт, високодисперсні нанотрубки і фулерени. [0051] На основі літературних джерел (Satoshi Tomita et al., "Diamond nanoparticles to carbon onions transformation: X-ray diffraction studies", Carbon 40, pp. 1469-1474 (2002); Dilip K. Singh et al., "Diameter dependence of interwall separation and strain in multiwalled carbon nanotubes probed by X-ray diffraction and Raman scattering studies", Diamond & Related Materials 19, pp. 1281-1288 (2010); і т. п.) і результатів рентгенодифракційного аналізу наноалмаза, одержуваного дотепер детонаційним способом, як описано нижче, можна передбачити, що пік, у якому кут 2θ відхилення рентгенівських променів при дифракції, виміряний у трубці Cu(Kα), складає, приблизно, від 24° до 26° (далі іменований "пік поблизу 26°"), відповідає нановуглецевій 2 речовині, утвореній, головним чином, шаруватою структурою вуглецю sp . Крім того, що стосується (мульти)вуглецевих нанотрубок із двох шарів, трьох шарів і т. п., їх пік з'являється в цій області. [0052] Результати спостереження кристалічної решітки частинок вуглецю на фотографії, одержаній методом просвічувальної електронної мікроскопії (ТЕМ), як описано нижче, представлені на фіг. 2. На фіг. 2 можна спостерігати два типи кристалічної решітки: круглу сферичну форму і шаруватий стан (графіту). Обидва типи мають наномасштаб, і, беручи до уваги їх наявні кількості, обидва типи розглядаються як частинка, головним компонентом якої є вуглець. Оскільки очікується, що частинки вуглецю на цій фотографії є наноалмазом і вуглецем у формі графіту, період їх решітки і період шаруватої структури виміряли і порівняли. Що стосується вимірювальної лінійки (5 нм і 10 нм) і збільшення ТЕМ, як стандартний зразок використовували зразок, у якому багатошарова плівка SiGe прикріплена до монокристала Si, і при великому збільшенні провели калібрування на основі періоду 3,1355 ангстрема площини Si111. Точність цього калібрування, яка повинна лежати в межах 5 %, підтверджували в ході щомісячного контролю точності. [0053] На алмазі в тій же області спостереження (фіг. 2) є площина D111, результати вимірювання періоду решітки для неї склали 2,11 ангстрема. Узагалі, вважається, що період решітки площини D111 дорівнює 2,06 ангстрема, і різницеве відношення між ними складає 2,4 %. Тим часом, результат вимірювання періоду шаруватої структури склав 3,46 ангстрема. Період А002 шаруватої структури гексагональної системи графіту (порошкова дифрактометрія) вважається таким, що дорівнює 3,37 ангстрема, і різницеве відношення між ними складає також 2,4 %. Отже, період спостережуваної шаруватої структури і період шаруватої структури графіту практично збігаються. Отже, вважається, що ця шарувата наномерна частинка вуглецю являє собою вуглець у формі графіту (нанографіт) і займає значну частину частинок вуглецю. [0054] Відповідно до даних рентгенодифракційного аналізу, хоча наявність наноалмаза можна підтвердити, залишається неясним, які типи речовин містяться в цих наномерних частинках вуглецю крім нанографіту і високодисперсних (мульти)вуглецевих нанотрубок, що дають пік поблизу 26°. Високодисперсні одношарові (моно)вуглецеві нанотрубки і різні фулерени не додають свій внесок у пік поблизу 26°, отже, кількісні результати піка поблизу 26° не включають кількості, у якій вони утворюються. Крім того, очікується, що наномерні частинки вуглецю, у яких шарувата структура (графіт) змінена, наприклад, на турбостратну структуру внаслідок детонації, також входять у пік поблизу 26°. Не можна заперечувати, що змішаний пік цих деформованих наномерних частинок вуглецю додає вклад у збільшення ширини піка поблизу 26°. [0055] Однак, по фотографії ТЕМ помічено, що кількість утворюваних високодисперсних одношарових (моно)вуглецевих нанотрубок, різних фулеренів і т. п. невелика. Тобто, очікується, що у випадку виробництва частинок вуглецю детонаційним способом кількість наномерних частинок вуглецю, що утворюються, які не входять у пік поблизу 26°, складає деяку невелику відносну масову частку, отже, очікується, що, навіть якщо прийняти, що весь вуглець, який не є алмазом, являє собою вуглець у формі графіту, помилка буде невеликою. Крім того, допускається, що вуглець з іншими типами структури утворюється в малій кількості. [0056] На основі викладеного рівня техніки, оскільки встановлено, що спосіб виробництва визначає тип, кількість і будову як вихідної речовини, так і рідкої вибухової речовини, очікується, що наноалмаз і нанографіт, вироблені з урахуванням цього способу виробництва, будуть відповідати визначеному діапазону співвідношення мас. Отже, очікується, що, навіть якщо весь 8 UA 114771 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вуглець, відмінний від алмаза, вважати вуглецем у формі графіту, це не велика помилка. З цієї причини, оскільки приймається, що інші структури вуглецю, ніж алмаз і графіт, утворюються в невеликій кількості, вуглець, відмінний від алмаза, вважається вуглецем у формі графіту і визначається його масова частка. [0057] Враховуючи викладений рівень техніки і відповідно до даного винаходу, частинки вуглецю були представлені у світлі тієї відмінної особливості, що вони містять вуглець у формі графіту й алмаз, і частка вуглецю у формі графіту в них є великою у порівнянні зі звичайними продуктами (у випадку використання високошвидкісного вибухового вихідного матеріалу). А саме, якщо масу вуглецю у формі графіту позначити G, а масу алмаза позначити D, їх масове відношення G/D складає 2,5 або більше, переважно 3 або більше, більш переважно 3,5 або більше, ще більш переважно 4 або більше. Хоча верхня межа масового відношення G/D не має визначених обмежень, беручи до уваги той факт, що в частинках міститься алмаз, він дорівнює, переважно, 100 або менше, більш переважно 50 або менше, ще більш переважно 20 або менше. [0058] Масове відношення G/D - це відношення, визначуване способом, описаному в розділі Приклади нижче. [0059] Оскільки частинки вуглецю даного винаходу містять вуглець у формі графіту й алмаз, вони придатні для таких сфер застосування як інструменти, протизношувальні матеріали і мастильні речовини, при цьому з успіхом використовуються такі чудові властивості алмаза як полірувальна здатність, міцність і зносостійкість. Крім того, вони придатні для використання у волоконних матеріалах, смоляних покриттях, що надають різні функціональні можливості, системах доставки лікарської речовини до ділянки дії, футлярах електронних приладів, матеріалах електродів акумуляторів, електропровідних плівках, армованій гумі або водовідштовхувальній гумі, каталізаторах і адсорбентах, при цьому з успіхом використовуються такі чудові властивості вуглецю у формі графіту як електропровідність, водовідштовхувальна здатність і біосумісність. Приклади [0060] Далі даний винахід описаний більш докладно з посиланням на приклади, однак, мається на увазі, що даний винахід ніяк не обмежується нижченаведеними прикладами. Можливе здійснення даного винаходу з належними модифікаціями, що входять в обсяг, узгоджуваний з сутністю викладених раніше або далі положень, ці модифікації включаються в технічний обсяг даного винаходу. [0061] Перш за все, опишемо методи оцінки частинок вуглецю даного винаходу. Кількісний рентгенодифракційний аналіз (XRD) [0062] На основі вимірювань рентгенодифракційним (XRD) методом відносно дифракційного піка в площині (220) алмаза поблизу 2θ=75° визначили інтегральну інтенсивність, частку алмаза визначали, використовуючи кожну з раніше підготовлених калібрувальних кривих. [0063] Алмаз, який був очищений шляхом видалення вуглецю у формі графіту і т. п. перхлорною кислотою з часток вуглецю, що містять алмаз, окремо вироблених відповідно до даного винаходу, використовували як стандартну речовину для визначення кількості алмаза. [0064] Порошкоподібний кремній (виробництва Osaka Yakken Co., Ltd., Stansil-G03A, D50=5,2 мкм) у кількості 10 % мас. відносно всієї кількості вуглецю додали як внутрішній стандарт. [0065] Що стосується калібрувальної кривої, використовували 5 стандартних зразків, і одержали 4 точки відносно інтегральної інтенсивності описаного вище дифракційного піка й інтегральної інтенсивності дифракційного піка на площині (220) і площини (311) кристалів кремнію, доданих до кожного зі зразків, тим самим одержавши криву для алмаза. Причина використання двох піків для кристалів кремнію полягає в зменшенні якого-небудь впливу орієнтації порошкоподібного кремнію. [0066] 5 стандартними зразками були зразки, у які кристали кремнію були додані в такій кількості, що кількість алмаза склала 0 % мас., 25 % мас., 50 % мас., 75 % мас. і 100 % мас. [0067] Калібрувальна крива для алмаза була одержана шляхом нанесення на графік по осі ординат концентрації алмаза, а по осі абсцис відношення інтенсивності піків D220/(Si220+Si311) алмаза і кремнію, відповідно. Вираження відношення між концентрацією Y і відношенням інтенсивності, одержане шляхом колінеарної апроксимації методом найменших квадратів, склало Y=117,1Х. Одержана калібрувальна крива представлена на фіг. 5. [0068] Масове відношення G/D розраховували шляхом ділення одержаної частки алмаза на розрахункову частку графіту. Відзначимо, що алмаз і вуглець у формі графіту були основними компонентами. Вуглець з якою-небудь іншою структурою явно не спостерігали. [0069] Умови вимірювань рентгенодифракційним методом представлені нижче: 9 UA 114771 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 дифрактометр: горизонтальний рентгенодифракційний прилад SmartLab виробництва Rigaku Corporation; метод вимірювання: θ-2θ; джерело рентгенівського випромінювання: Cu-Kα-промені; напруга-струм збудження: 45 кВ - 200 мА; щілина розходження: 2/3°; щілина розсіювання: 2/3°; приймальна щілина: 0,6 мм. Спостереження методом просвічувальної електронної мікроскопії [0070] На основі результатів вимірювань, одержаних за допомогою просвічувального електронного мікроскопа (ТЕМ), установлено, що частинки вуглецю, одержані способом виробництва даного винаходу, являють собою наномерні алмаз і графіт. Так, використовували ТЕМ з телекамерою на приладах із зарядовим зв'язком і збільшенням зйомки, достатнім для спостереження решітки алмаза і шаруватої структури графіту. Умови вимірювань методом ТЕМ представлені нижче: пристрій ТЕМ: просвічувальний електронний мікроскоп JEM-ARM200F виробництва JEOL Ltd.; метод вимірювання: дисперсійний метод (диспергуючий розчинник метанол); прискорювальна напруга: 200 кВ; телекамера на приладах із зарядовим зв'язком: UltraScan виробництва Gatan; збільшення зйомки: 300000 разів і 800000 разів; збільшення при відтворенні зображень: 2200000 разів і 5900000 разів (у випадку друку у форматі А4). Далі описані експериментальні приклади виробництва частинок вуглецю способом виробництва даного винаходу. Експериментальний приклад 1 [0071] У цьому експериментальному прикладі частинки вуглецю виробляли детонаційним способом, використовуючи як вихідну речовину динітротолуол (DNT), а як вибухову речовину рідку високошвидкісну вибухову речовину на основі гідразину. [0072] Перш за все, DNT (технічного сорту) залили в розплавленому стані і відформували з одержанням масиву стовпчастої форми діаметром 10 см і висотою 48 см. Одержаний 3 формований масив мав масу 5,52 кг і густину 1,46 г/см . Крім того, відділили і підготували 75 % розчин гідрату гідразину з 2,50 кг нітрату гідразину. [0073] Потім здійснили реакцію детонації, використовуючи вибуховий пристрій, показаний на фіг. 1. Описаний вище формований масив як вихідну речовину 10 помістили в центр вибухового контейнера 20, внутрішній діаметр якого складав 12 см, висота - 50 см, описану вище рідку високошвидкісну вибухову речовину як вибухову речовину 12 завантажили навколо нього. Підсилювач 22 (SEP), детонуючий шнур і електродетонатор 24 № 6 установили у верхній частині вибухового контейнера 20, після чого закупорили і помістили в герметичний поліетиленовий мішок. Контейнер об'ємом 100 л використовували як охолоджувальний контейнер 30. Вибуховий контейнер 20 помістили в охолоджувальний контейнер 30. Потім, використовуючи залізну підставку 34 і залізний перфорований диск, установили вибуховий контейнер 20 так, що його зовнішня нижня поверхня розташовувалася на висоті 15 см від внутрішньої нижньої поверхні охолоджувального контейнера 30. Потім, в охолоджувальний контейнер 30 і поліетиленовий мішок залили 120 л дистильованої води як охолоджувача 32, тим самим охолоджувач 32 був завантажений у зазор між охолоджувальним контейнером 30 і вибуховим контейнером 20. Після закупорювання, одержаний елемент підвісили у вибуховій 3 камері внутрішнім об'ємом 30 м , прикріпивши до її стелі за допомогою дротового каната. Внутрішній простір вибухової камери був вакуумований відносно атмосферного тиску, тим самим регулювали кількість (розрахункова величина) газоподібного кисню, що залишився усередині камери, на рівні 279,9 г. [0074] Після виконаного таким чином збирання виконали підрив детонуючого шнура за допомогою детонатора, тим самим здійснили детонацію вибухової речовини 12. Потім, близько 120 л води, що містить залишок, витягли з камери, піддали відстоюванню і розділенню з метою видалення великих уламків. При цьому, оскільки надосадова рідина була сильнолужною, її рН довели до слабкокислого шляхом додавання лимонної кислоти. Слабкокислу надосадову рідину відвели як рідкі відходи без подальшої обробки. Осад сортували за допомогою сита з отворами 100 мкм/16 мкм з використанням вібраційного ситового пристрою ("KG-700-2W" виробництва Kowa Kogyosho C., Ltd.). Матеріал, що пройшов крізь сито 16 мкм, відділили без подальшої обробки. Залишок на ситі розмелювали, приблизно 5 хвилин, за допомогою ультразвукового 10 UA 114771 C2 5 10 15 20 25 30 35 вібраційного пристрою ("4G-250-3-TSA" виробництва Crest), вуглецеву фракцію відділили від поверхні уламків і знову відсортували на ситі з отворами 100 мкм/32 мкм/16 мкм за допомогою вібраційного ситового пристрою ("KG-700-2W" виробництва Kowa Kogyosho C., Ltd.), після цього витягли матеріал, що пройшов крізь сито. Кожний з матеріалів, що пройшли крізь сито, залишили для просушування при 80 °C в сушильній машині ("OF-450S" виробництва AS ONE Corporation) на 24 години для випаровування вологи, після чого приготували сухий порошок. [0075] Таким чином, одержали всього 2048 г частинок вуглецю, у тому числі 584 г матеріалу, що пройшов крізь сито 16 мкм, 907 г матеріалу, що пройшов крізь сито 32 мкм, і 557 г матеріалу, що пройшов крізь сито 100 мкм. Умови експерименту, кількість і вихід частинок вуглецю в даному експериментальному прикладі показані в наведеній нижче таблиці 2. Експериментальний приклад 2 [0076] У цьому експериментальному прикладі частинки вуглецю (всього 2334 г), у тому числі 534 г матеріалу, що пройшов крізь сито 16 мкм, 1315 г матеріалу, що пройшов крізь сито 32 мкм, і 485 г матеріалу, що пройшов крізь сито 100 мкм, одержали так само, як в експериментальному прикладі 1, за винятком зміни завантаженої використовуваної рідкої високошвидкісної вибухової речовини на основі гідразину, що виконувала роль вибухової речовини, з 2,50 кг на 2,49 кг, заміни контейнера об'ємом 100 л, що виконував роль охолоджувального контейнера, на контейнер об'ємом 200 л, і зміни кількості використовуваної як охолоджувач дистильованої води з 120 л на 220 л. Умови експерименту, кількість і вихід частинок вуглецю в даному експериментальному прикладі показані в наведеній нижче таблиці 2. Експериментальний приклад 3 [0077] У цьому експериментальному прикладі частинки вуглецю (всього 1645 г), у тому числі 164 г матеріалу, що пройшов крізь сито 16 мкм, 801 г матеріалу, що пройшов крізь сито 32 мкм, і 680 г матеріалу, що пройшов крізь сито 100 мкм, одержали так само, як в експериментальному прикладі 1, за винятком зміни кількості DNT, використовуваного як вихідна речовина, з 5,52 кг на 5,64 кг, заміни контейнера об'ємом 100 л, що виконував роль охолоджувального контейнера, на контейнер об'ємом 200 л, зміни кількості використовуваної як охолоджувач дистильованої води з 120 л на 220 л і зміни кількості (розрахункова величина) газоподібного кисню, що залишився усередині камери, з 279,9 г на 191,0 г. Умови експерименту, кількість і вихід частинок вуглецю в даному експериментальному прикладі показані в наведеній нижче таблиці 2. [0078] Для одержаних частинок вуглецю фотографії, одержані методом просвічувальної електронної мікроскопії (TEM), матеріалу, що пройшов крізь сито 16 мкм, представлені на фіг. 3, рентгенограма матеріалу, що пройшов крізь сито 100 мкм, представлена на фіг. 4. На фіг. 3 можна бачити частинку вуглецю діаметром, приблизно, 7,0 нм (верхня ліва фотографія) і частинку вуглецю діаметром, приблизно, 17,5 нм (верхня права фотографія). [0079] Таблиця 2 Вихідна речовина Вибухова речовина Охолоджувальний контейнер Охолоджувач Вибухова камера Експерим. приклад 1 (2#12) DNT 5,52 3770 1,46 1) NH+HH 2,50 Експерим. приклад 2 (2#13) DNT 5,52 3770 1,46 1) NH+HH 2,49 Експерим. приклад 3 (3#6) DNT 5,46 3750 1,46 1) NH+HH 2,50 Об'єм (л) 100 200 200 Об'єм (л) 3 Внутрішній об'єм (м ) Кількість газоподібн. Кисню, що залишився (г) 120 30 220 30 220 30 279,9 279,9 191,0 Тип Маса (кг) 3 Об'єм (см ) 3 Густина (г/см ) Тип Маса (кг) 11 UA 114771 C2 Експерим. приклад 1 (2#12) Частинки вуглецю Матеріал, що пройшов крізь сито 16 мкм (г) Матеріал, що пройшов крізь сито 32 мкм (г) Матеріал, що пройшов крізь сито 100 мкм (г) Загальна одержана кількість (г) 2) Вихід (%) Експерим. приклад 2 (2#13) Експерим. приклад 3 (3#6) 584 534 164 907 1315 801 557 485 680 2048 2334 1645 37,1 42,3 30,1 1) Рідка високошвидкісна речовина на основі гідразину, одержувана шляхом змішування нітрату гідразину (H2N-NH2·HNO3) і гідрату гідразину (H2N-NH2·H2O) в масовому відношенні 3:1. 2) Вихід (%) = 100  (Загальна одержана кількість (г) частинок вуглецю/Маса (кг) вихідної речовини  1000). 5 10 [0080] Із усіх частинок вуглецю, одержаних в експериментальних прикладах 1-3, для матеріалів, що пройшли крізь сито 16 мкм, визначили частку (D, за умови, що частинки вуглецю складають 100 % мас.) алмаза в частинках вуглецю, застосувавши кількісний рентгенодифракційний метод (XRD), як описано вище, і приймаючи, що частка (G) вуглецю у формі графіту складає в частинках вуглецю усю відмінну від алмаза частину; на основі цього обчислили масове відношення G/D. Результати наведені в нижченаведеній таблиці 3(а). Крім того, результати порівняння масового відношення G/D з величинами для інших продуктів, що серійно випускаються, наведені в нижченаведеній таблиці 3(b). [0081] Таблиця 3(а) Вихідна речовина Вибухова речовина Частинки вуглецю 3) Тип Експерим. приклад 1 (2#12) Експерим. приклад 2 (2#13) Експерим. приклад 3 (3#6) Одержана Вихід кількість (г) (%) Вуглець у формі Масове графіту (G) відношення G/D Частка Частка (% мас.) (% мас.) Алмаз (D) Маса (кг) DNT 5,52 NH+HH 2) 2048 37,1 10,5 89,5 8,52 DNT 5,52 NH+HH 2) 2334 42,3 8,2 91,8 11,20 DNT 5,46 NH+HH 2) 1645 30,1 19,0 81,0 4,26 1) Дані для випадку використання тільки ТНТ, як описано в таблиці 2 документа NLP1. Рідка високошвидкісна речовина на основі гідразину, одержувана шляхом змішування нітрату гідразину (H2N-NH2·HNO3) і гідрату гідразину (H2N-NH2·H2O) в масовому відношенні 3:1. 3) Вихід (%) = 100 × (Загальна одержана кількість (г) частинок вуглецю/Маса (кг) вихідної речовини × 1000). [0082] 2) 12 UA 114771 C2 Таблиця 3(b) Масове відношення G/D G/(G+D) 8,52 0,90 11,20 0,92 4,26 0,81 2,03 0,67