Спосіб синтезу алмаза

1. СПОСОБ СИНТЕЗА АЛМАЗА, включающий воздействие температуры и давления в области термодинамической стабильности алмаза на.реакционный состав, содержащий углерод, 4 металл-растворитель и бор, о. т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения термопрочности и электропроводности алмаза, металл-растворитель и бор используют в виде сплава, 2. Способ по п . 1 , о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью снижения параметров синтеза, используют эвтектический сплав металла-растворителя и бора. (Л 00 СО го о СО г 869209 1 процент превращения графита в алмаз Изобретение относится к области составлял порядка 15-20%, что обычполучения искусственных алмазов н но имеет место при промышленном синможет быть использовано при синтезе тезе алмаза. В случае проведения синмонокристаллов алмаза с повышенной теза при более высоких давлении и электропроводностью для применения температуре в области термодинамив приборостроении и инструментальном ческой стабильности алмаза по сравпроизводстве. нению с указанными в примерах уменьИзвестен способ синтеза алмаза, шается количество правильно огравключающий воздействие температуры 10 ненных монокристаллов алмаза с однои давления в области его термодинавременным • увеличением количества обмической стабильности на реакционный разующегося алмаза, а при более низсостав, содержащий углерод, металлыких параметрах резко снижается колирастворители и бориды тугоплавких чество синтезируемого алмаза. металлов Ц 3 . Бор в сплав целесообразно вводить Однако получаемые при этом алмазы в количестве, не превышающем 5-8,масобладают низкой электропроводностью совых долей, так как увеличение ковследствие того, что бориды в проличества бора сверх указанного выше цессе синтеза остаются в твердом ссгнезначительно-повышает электропросостоянии. * Известен также взятый за прототип 20 водность кристаллов и в то же время может несколько снизить их термоспособ синтеза алмаза,при котором в прочность. Кроме того, увеличение качестве реакционной смеси используют количества бора сверх указанного состав, содержащий углерод, металл- . выше приводит к резкому увеличению растворитель и бор, вводимый в элементарном виде или в виде карби- 25 количества скелетных образований, при этом правильно ограненные монокрисдов, нитридов, окислов С2 3. таллы практически отсутствуют. Недостаток способа состоит в полуПоэтому оптимальный состав сплава чении кристаллов алмаза с недостаточнеобходимо определять в каждом конной термопрочностью и невысокой электропроводностью. ЗО кретном случае в зависимости от требований, предъявляемых к кристалЦелью изобретения является повышелам, и состава реакционной шихты. ние термопрочности и электропроводСплав металлов катализаторов• ности алмаза.' растворителей с бором для проведения Поставленная цель достигается за счет того, что синтез ведут воздейст- 35 синтеза алмаза готовят следующим образом. В тигель загружают гомовием температуры и давления в области генную смесь порошков металла ( или термодинамической стабильности алмаметаллов ) катализатора-растворителя за на реакционный состав, включающий и бора, после чего смесь нагревают углерод и сплав металла/растворитедо получения расплава. Затем расплав ля с бором. 40 охлаждают и измельчают. Полученный При проведении синтеза, когда порошок применяют для проведения происходит образование и рост кристалсинтеза анализа. лов алмазов, бор содержится в расплаве металла-растворителя и бора. П р и м е р 1. Реакционный состав, Благодаря этому, а также тому, что 45 содержащий гомогенную смесь 50 масбор равномерно распределен по всему совых долей порошка графита, марки объему расплава, при синтезе получают ГМЗ-ОСЧ 7-4 с размером частиц 0,25кристаллы с повышенной термопроч0,5 мм и 50 массовых долей порошка ностью и электропроводностью. Кроме сплава, содержащего никель марки того, в случае применения эвтектичес" ПНЭ1 (ГОСТ 9722-71) -38,4 массовых 50 ких сплавов металлов и бора можно доли, марганец, марки Mpl (ГОСТ 6QQ8снизить параметры синтеза (давление -75)- 57,6 массовых долей и бор ТУКГК и температуру), Это позволит упростить 48-53 - 4 массовых доли, помещают применяемую для синтеза аппаратуру. в контейнер подвергают воздействию Давление и температуру, при котодавления 43 кбар и температуры рых осуществляют синтез в области 1240 С в течение !0 мин. Получают термодинамической стабильности алмакристаллы алмаза, преимущественно за согласно приводимых ниже примеров, в форме кубооктаэдров и определяют выбирают исходя из условия, чтобы электрическое сопротивление вдоль 869209 пирамид роста октаэдра и вдоль пирамид роста куба. Термопрочность оіугиивают по и з менению механической прочности крис таллов на сжатие после выдержки в течение 20 мин в среде водорода при температуре 1200 С. Результаты по всем примерам представлены в таблице Свойства Способ полу чения алмазов Характеристика электросопротивления» Ом В доле пирамид роста октаэдра Пример 1 3-Ю 3 Пример 2 6 , 2 *•IP 10 Пример 3 7-10 Пример 4 1,5 -10* Пример 5 5.7 Вдоль пирамид роста куба Уменьшение прочности после выдержки 20 мин в водороде при 1200°С, раз Известный 4 3 1,3 4 1,15 7 , 4 -10 ( 7-Ю 1,05 4 1,25 4-Ю* 1J Ї010 -10 3 10 3-Ю 2-2,5* После отжига в среде инертного газа в течение 30 мин при температуре 900°С. вых долен бора / помещают в контейнер П р и м е р 2. Реакционный с о с т а в , и подвергают воздействию давления содержащий гомогенную смесь 50 мас45 кбар и температуры 1350°С в тече-1совых долей порошка графита и 50 масние 10 мин. совых долей порошка сплава никеля с бором ( 98 массовых долей никеля и П р и м е р 5. Реакционный состав, 2 массовых доли б о р а ) помещают в содержащий гомогенную смесь и 50 масконтейнер и подвергают воздействию совых долей порошка графита и 50 давления 47 кбар и температуры 1400 С массовых долей поропіка эвтектичесв течение 10 мин. кого сплава кобальта марки ПКІ (ГОСТ 9721-71 ) с бором (96.1 массовых П р и м е р з . Реакционный состав 40 долей кобальта и 3-9 массовых долей содержащий гомогенную смесь 50 масбора) помещают в контейнер и подверсовых долей порошка графита и 50 масгают воздействию давления 40 кбар и совых долей порошка эвтектического температуры 1270°С в течение 10 мин. сплава никеля с бором (96 массовых долей никеля и А массовых доли бора) Таким образом, из примеров и т а б 45 лицы видно, что использование изобпомещают в контейнер и подвергают воздействию давления 42 кбар и темретения позволяет: увеличить э л е к т пературы 1310 С в течение 10 мин, ропроводность кристаллов алмаза II р и м е р 4. Реакционный состав, в 10^-ІО 8 р а з ; увеличить термопрочсодержащий гомогенную смесь 50 масность в 2 р а з а ; снизить параметры совых долей порошка графита и 50 мас- 50 синтеза (давление и температуру) при совых долей сплава никеля с бором использовании эвтектических сплавов (92 массовых доли никеля и 8 массобора и катализатора растворителя. ВИ Ш НШ Заказ 1063/ДСП Тираж 362 Подписное Филиал Ш "Патент", г. Ужгород,ул.Проектная, 4 Ш