Спосіб одержання алмазу

Изобретение относится, к синтезу алмаза и может быть использовано на предприятиях по производству алмаза и алмазного инструмента. Известен способ получения алмаза [1], при котором воздействуют высоким давлением и температурой, лежащими в области термодинамической стабильности алмаза на шихту, содержащую искусственный графит, металлический катализатор-растворитель и аморфный углерод в следующи х пропорциях, (масс. %): искусственный графит - 44-49% аморфный углерод - 0,5-6% металл или сплав элементов 8-ой группы и марганца - остальное. Недостатком способа являются недостаточно высокий выход алмаза и его прочность, а также высокие параметры синтеза, что приводит к снижению срока службы аппаратов высокого давления (АВД). Известен способ получения алмаза, при котором воздействуют высокими давлением и температурой, лежащими в области термодинамической стабильности алмаза, на шихту, содержащую катализаторрастворитель .и углеродный материал, в которую вводят добавку Fе2O 3 или Fe3O 4 в количестве 3-10 масс. % от веса катализатора растворителя (прототип) [2]. Недостатками способа являются невысокие выход алмаза и его прочность, высокие параметры синтеза, что приводит к снижению срока службы АВД. Задачей изобретения является разработка такого способа получения алмаза, который позволил бы повысить выход алмаза, увеличить срок службы АВД, а также увеличить прочность алмаза путем введения в шихту добавок, снижающих параметры синтеза. Поставленная задача решается тем, что а способе получения алмаза путем воздействия высокого давления и температуры в области термодинамической стабильности алмаза на шихту, содержащую гра фит и катализатор-растворитель. согласно изобретению. в ши хту предварительно вводят добавку, разлагающуюся в условиях процесса с образованием водорода в количестве, обеспечивающем содержание водорода 0,002-0,03 мас,% от массы катализатора-растворителя, а графит и катализатор-растворитель берут в соотношении 3-7:7-3. В качестве добавки используют ве щество из ряда, включающего пентан, пентадекан, парафин, нафталин, ферроцен, канифоль, каучук, гидрид меди, гидрид титана, боргидрид алюминия, декаборан, лимонную или аскорбиновую кислоты, крахмал, глюкозу, пентозу. Кроме того, дополнительно вводят в шихту оксид металла из ряда, включающего оксид меди (11), оксид цинка, оксид свинца (II) в количестве, обеспечивающем содержание кислорода 0.1-1,2 масс. % от массы катализатора-растворителя с добавкой. Исследованиями автора было установлено, что совместное введение водородсодержащих добавок и добавок кислорода в виде оксидов металлов приводит к повышению прочности алмазов, так как при этом образуются кристаллы алмаза более изометричной формы. Конкретный пример осуществления способа получения алмаза. Для получения алмаза использовали АВД типа наковальни с лункой. Диаметр лунки 58 мм. Реакционный состав представлял собой шихту - однородную смесь катализатора-растворителя Ni0,5 – Мn0,5 (50 мас. %) и графита (50 мас. %), в которую была введена путем перемешивания добавка из класса ациклических предельных углеводов - пентан C5H12 в количестве 0,05 масс. %, обеспечивающем содержание водорода 0,010 масс. % от массы катализатора-растворителя. Давление и температуру выбирали в области термодинамической стабильности алмаза, р = 4.0 ГПа; т = 1300°С. Время выдержки 15 мин. Средний выход алмазов составил 19,5 ct/цикл. Прочность кристаллов алмаза составила 133 Н. Срок службы АВД - 78 циклов. По технологии, изложенной выше был проведен ряд серий опытов, с добавками водорода, результаты которых по сравнению с прототипом приведены в таблице 1. Результаты опытов, в которых была использована добавка кислорода, приведены в табл.2 (добавка водорода выбиралась близкой к оптимальной по табл.1). Из анализа таблицы 2 можно сделать вывод, что совместное введение элементов водорода и кислорода (в заявляемых пределах) приводит к увеличению прочности алмаза.