Шихта для синтеза монокристалів алмазу

Изобретение относится к производству алмаза. Цель изобретения НИЯ повышение выхода алмаза. Готовят смесь из порошков гексагональной модификации графита, катализатора и гексагональной кодификации графи-1 та, содержащей 10 мас.% ромбоэдрической модификации, в массовом отношении 20:75:5, размещают смесь в камеру высокого давления и выдерживают при 4,3 ГПа, 1250 С в течение 2 мин. Из продуктов синтеза извлекают алмаз в количестве 45% от массы графита, который представляет собой монокристаллы размером от - 40 до 250 мкм и прочностью 17,2 Н, 3 табл. СО ЭО 12-88 f 13854*8 по насыпной массе с применением мерИзобретение относится к полученого цилиндра по ГОСТ 1770-74 и мению сверхтвердых материалов, в част^ тодики по ОСТ 2МТ79-2-75. ности монокристаллов алмаза, которые Во всех опытах по синтезу мономогут быть преимущественно исполькристаллов алмаза насыпная масса позованы в инструменте для обработки рошков графитов составляла для мастекла и в часовой промышленности. рок, г/см3: ГМЗ-ОСЧ-7-3 0,80-0,83; Целью изобретения является повыСЗ 0,72-0,74; ГСМ 2 0,55-0,70. шение выхода алмаза. Как следует из данных таблиц, П р и м е р . Готовят смесь из 10 предлагаемая шихта позволяет повыпорошков гексагонального графита сить степень превращения графита в марки ГМЗ-ОСЧ-7-3 (20 мас.%), граалмаз при синтезе монокристаллов фита ГСМ-1 (5 мас.%), содержащего алмаза в 1,1-1,8 раза. При этом гексагональную модификацию и 10 мас.% обеспечивается высокая производительромбоэдрической модификации и 15 ность и эффективность использования 75 мас.% металлического катализаприменяемого для синтеза алмазов тора - сплава никеля с марганцем. оборудования, Полученные монокрисСмесь в количестве 40 г переметчиваталлы размером 40-200 мкм имеют ют в смесителе в течение 1 ч. Раз- * прочность на сжатие, превышающую нормещают смесь в контейнер аппарата 20 мативную прочность алмазов марки высокого давления и подвергают возАСІ 5 по ГОСТ 9206-80 и прочность действию при 4,3±0,1 МПа и темпеалмазов, полученных с использованиратуре 1250*20° С в течение 2 мин. ем известной шихты, и могут найти Затем температуру и давление снижают, извлекают из камеры продукт син- 25 широкое применение при различных операциях обработки стекла, а также теза, подвергают его дроблению и в часовой промышленности. Кроме тохимической обработке. За рабочий го , применение сравнительно невысоцикл получают 4,5 г монокристаллов ких давлений - порядка 4,3 ГПа даалмаза, что соответствует степени ет возможность изготавливать рабочие превращения графита в алмаз 45,0 мас.% •30 элементы аппарата высокого давления В табл. 1 представлены примеры и высокой температуры из закаленных составов шихты по изобретению и сталей. степень превращения ее в алмаз; в табл. 2 - фракционный состав алмазных порошков по изобретению; в Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я табл. З ~ данные по прочности моно- 35 кристаллов ^алмаза полученных из Шихта для синтеза монокристаллов шихты по изобретению в соответствии агсмаза, включающая кристаллическую с нормативной прочностью» фазу из гексагональной и ромбоэдрической модификации графита и металГрафит с различным содержанием 40 лический катализатор, о т л и ч а ромбоэдрической модификации получен ю щ а я с я тем, что, с целью повыпутем деформации его частиц. шения выхода алмаза, она содержит Определение содержания указанной кристаллическую фазу при массовом модификации проводилось по соотношесоотношении в ней гексагональной и нию интенсивности рентгеновских 45 ромбоэдрической модификации графита дифракционных линий (102) и (103) 70-90:10-30 и дополнительно графит гексагонального графита и (101)р и гексагональной модификации при сле(012)р ромбоэдрического графита. дующем соотношении составляющих компонентов, мас.%: Дифрактограммы образцов графита Кристаллическая снимались на дифрактометре ДРОН-2,0 50 фаза из г е к с а г о в фильтрованном излучении медного нальной и ромбоэданода в интервале углов 4-150 . рической модификации Для опытов по синтезу алмазов графита 5-25 применены графиты различных марок 55 с размерами частиц менее 250 мкм. Графит гексагональФракционный состав графитовых порошной модификации 20-50 ков в различных опытах для сопостаМеталлический к а т а вимости результатов контролировался лизатор Остальное 1385448 Т а б л и ц а і п/п Состав шихты для синтеза монокристаллов алмаза Графит гексагональной модификации марка содержание в шихте, мас.% _ ГМЗ-ОСЧ-7-3 Графит, содержащий ромбоэдрическую модификацию содер- содержание жание в ших- ромботе, эдримас.% ческой модификации, мас.% 5 10 50 25 3 20 4 24 5 20 6 марка ГСМ-1 растворитель углерода, мае ,7, Степень превращения графита в алмаз, мае. % 75 45,0 10 25 40,2 5 30 75 48,2 16 15 60 42,1 25 10 55 29,7 50 5 10 45 31,9 7 50 5 30 45 34,5 8 30 20 12 50 33,8 9' 20 5 10 75 29,4 10 50 25 10 25 27,0 11 25 20 20 55 30,4 12 ^ 20 25 10 55 29,1 13 50 5 30 45 28,2 14 20 20 26 60 34,1 15 20 5 Следы 75 24,5 16 20 25 35 55 24,1 17 20 3 15 77 24,7 18 40 3,5 60 23,1 19 40 15 60 24,2 Ї 20 2 СЗ ГСМ-1 То же • СЗ ГСМ-2 ГСМ-1 ГСМ-2 ГСМ-2 1 385A48 Т а б л и ц а Обозначение 2 Содержание монокристаллических алмазов, мас.% ІІГ£ЕЇЇЇЇЇЇ 250/200 2 2 1 2 12 13 1А I 200/160 1 А 160/125 5 5 6 125/100 9 8 10 1А 100/80 12 13 15 19 22 80/63 17 20 23 20 63/50 21 50/АО -40 7 I I 9 А Э 10 8 16 24 1 • * 1 1 1 1 5 1 А 6 5 * 10 5 8 10 16 6 19 22 11 10 13 І1 П 13 17 17 19 17 15 16 18 17 22 18 16 12 12 15 2А 22 20 23 21 18 18 16 11 10 10 8 17 15 12 9 21 15 9 19 20 20 15 8 5 20 2А 21 23. 16 20 18 15 Т а б л и ц а Обозначение зернистости Прочность на сжатие монокристаллов алмаза (Н) 1 250/200 — 200/160 15,2 160/125 2 6 10 7 11 12 Нормативная прочность алмазов марки АС 15 по ГОСТ 9206-30 (Н) не менее 17,2 17, 1 *• 15,А 15,5 15, 1 _ 15,2 15,1 16,1 13,2 13,1 13,1 13, 0 13,0 13,9 13,1 13,0 125/100 11,2 11,1 11,0 10, 9 11,1 11,1 1 1,0 10,8 100/80 9,9 9,9 9,9 9,8 10,0 10,0 10,0 9,7 80/63 9,7 9,5 9,А 9,3 9,5 9,9 8,9 8,6 63/50 10,0 9,9 9,2 8,8 9,1 10,1 8,2 7,6 50/АО 10,2 10,0 9,А 9,0 9,3 10,0 7,3 6,5 вииипи Заказ 155/ДСП Тираж 302 3 *• Подписное Произв.-полигр. np-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, А 17,3