RU2142410C1 - Method of production of amorphous diamond-like material - Google Patents
Method of production of amorphous diamond-like material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2142410C1 RU2142410C1 RU97115489A RU97115489A RU2142410C1 RU 2142410 C1 RU2142410 C1 RU 2142410C1 RU 97115489 A RU97115489 A RU 97115489A RU 97115489 A RU97115489 A RU 97115489A RU 2142410 C1 RU2142410 C1 RU 2142410C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diamond
- carbon
- amorphous diamond
- amorphous
- mixture
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 claims abstract description 6
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- SFDJOSRHYKHMOK-UHFFFAOYSA-N nitramide Chemical compound N[N+]([O-])=O SFDJOSRHYKHMOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract 3
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 3
- ZWWCURLKEXEFQT-UHFFFAOYSA-N dinitrogen pentaoxide Chemical compound [O-][N+](=O)O[N+]([O-])=O ZWWCURLKEXEFQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 abstract description 4
- XTFIVUDBNACUBN-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-trinitro-1,3,5-triazinane Chemical compound [O-][N+](=O)N1CN([N+]([O-])=O)CN([N+]([O-])=O)C1 XTFIVUDBNACUBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- ADCBKYIHQQCFHE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dimethyl-1,3-diphenylurea Chemical compound C=1C=CC=CC=1N(C)C(=O)N(C)C1=CC=CC=C1 ADCBKYIHQQCFHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- SNIOPGDIGTZGOP-UHFFFAOYSA-N Nitroglycerin Chemical compound [O-][N+](=O)OCC(O[N+]([O-])=O)CO[N+]([O-])=O SNIOPGDIGTZGOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000000006 Nitroglycerin Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005422 blasting Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 abstract description 3
- 229960003711 glyceryl trinitrate Drugs 0.000 abstract description 3
- 239000000028 HMX Substances 0.000 abstract description 2
- LYAGTVMJGHTIDH-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol dinitrate Chemical compound [O-][N+](=O)OCCOCCO[N+]([O-])=O LYAGTVMJGHTIDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 abstract description 2
- UZGLIIJVICEWHF-UHFFFAOYSA-N octogen Chemical compound [O-][N+](=O)N1CN([N+]([O-])=O)CN([N+]([O-])=O)CN([N+]([O-])=O)C1 UZGLIIJVICEWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 abstract 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 4
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 nitro ester Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения сверхтвердых материалов, а именно алмазоподобного материала, состоящего из аморфного алмазоподобного углерода и нанокристаллического кубического алмаза. The invention relates to the field of obtaining superhard materials, namely a diamond-like material consisting of amorphous diamond-like carbon and nanocrystalline cubic diamond.
Известен способ получения алмазоподобного материала, состоящего из аморфного алмазоподобного углерода и кубического алмаза, путем ударного сжатия смеси аморфного углерода низкой плотности (сажа, уголь) с добавками в специальных металлических контейнерах (Н. И.Боримчук, В.Б.Зелявский, А.В. Курдюмов, Н. Ф. Островская, академик В.И.Трефилов, В.В.Ярош. Докл. АН СССР. 1991. Том 321. N 1. С.95-98). Недостатком способа является необходимость использования металлических контейнеров одноразового использования. A known method for producing a diamond-like material consisting of amorphous diamond-like carbon and cubic diamond by shock compression of a mixture of low density amorphous carbon (soot, coal) with additives in special metal containers (N. I. Borimchuk, V. B. Zelyavsky, A. V. Kurdyumov, N.F. Ostrovskaya, Academician V.I. Trefilov, V.V. Yarosh, Report of the Academy of Sciences of the USSR. 1991. Volume 321. N 1. S. 95-98). The disadvantage of this method is the need to use disposable metal containers.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ получения алмаза путем детонации смеси неалмазной формы углерода (сажа, стеклоуглерод, графит) с мощными взрывчатыми веществами (Г.А.Ададуров, А.В. Ананьин, Т. В. Бавина, О. Н. Бреусов и др. Международная заявка PCT/SU N 8000136. Публикация: WO 82/00458, 1982). Недостатком этого способа является то, что конечный продукт содержит только кубический алмаз. The closest technical solution to the claimed one is a method for producing diamond by detonating a mixture of a non-diamond form of carbon (soot, glassy carbon, graphite) with powerful explosives (G.A. Adadurov, A.V. Ananyin, T.V. Bavina, O.N. Breusov et al. International application PCT / SU N 8000136. Publication: WO 82/00458, 1982). The disadvantage of this method is that the final product contains only cubic diamond.
Задачей изобретения является получение алмазоподобного материала, состоящего в основном из аморфного алмазоподобного углерода с незначительным содержанием примеси кубического алмаза. The objective of the invention is to obtain a diamond-like material, consisting mainly of amorphous diamond-like carbon with a small content of impurities of cubic diamond.
Указанная задача решается тем, что в предлагаемом способе получения алмазоподобного материала, состоящего в основном из аморфного алмазоподобного углерода, детонации подвергают заряд, содержащий в качестве взрывчатого вещества смесь циклического нитроамина с компонентами баллиститного топлива, выбранными из группы, включающей нитроцеллюлозу, нитроэфир, централит-2, индустриальное масло при следующих соотношениях ингредиентов, мас.%:
неалмазная форма углерода - 5-20
нитроцеллюлоза - 20-29
нитроэфир - 20-29
циклический нитроамин - 30-40
централит-2 - 0,1-0,5
индустриальное масло - 0,1-1,0
Использование зарядов указанного состава, содержащих в качестве одного из ингредиентов низкоплотные рентгеноаморфные и кристаллические формы углерода (например, сажи П-804Т и К-354 с удельной поверхностью от 15 м2/г до 100 м2/г; коллоидный природный графит марки C-1 со средним размером частиц около 3-5 мкм), приводит к возникновению давлений и температур, позволяющих получать алмазоподобный материал, состоящий в основном из аморфного алмазоподобного углерода с небольшой примесью нанокристаллического кубического алмаза. Под аморфным алмазоподобным углеродом подразумевается рентгеноаморфная углеродная составляющая материала, не растворимая при длительном кипячении в 72%-ной хлорной кислоте в отличие от всех других неалмазных форм углерода. Централит-2 (N, N'-диметил-N,N'-дифенилмочевина) относится к группе симметричных диалкилдифенилмочевин, применяемых в качестве стабилизаторов баллиститных порохов. В качестве циклического нитроамина используют гексоген и/или октоген, а в качестве нитроэфира - нитроглицерин и/или диэтиленгликольдинитрат.This problem is solved in that in the proposed method for producing a diamond-like material, consisting mainly of amorphous diamond-like carbon, a charge containing a mixture of cyclic nitroamine with ballistic fuel components selected from the group consisting of nitrocellulose, nitroester, centralit-2 is detonated , industrial oil in the following ratios of ingredients, wt.%:
non-diamond form of carbon - 5-20
nitrocellulose - 20-29
nitroether - 20-29
cyclic nitroamine - 30-40
centralit-2 - 0.1-0.5
industrial oil - 0.1-1.0
The use of charges of this composition containing, as one of the ingredients, low-density X-ray amorphous and crystalline forms of carbon (for example, soot P-804T and K-354 with a specific surface area of 15 m 2 / g to 100 m 2 / g; colloidal natural graphite grade C- 1 with an average particle size of about 3-5 μm), gives rise to pressures and temperatures that make it possible to obtain a diamond-like material, consisting mainly of amorphous diamond-like carbon with a small admixture of nanocrystalline cubic diamond. Amorphous diamond-like carbon means the X-ray amorphous carbon component of the material, insoluble during prolonged boiling in 72% perchloric acid, unlike all other non-diamond forms of carbon. Centralit-2 (N, N'-dimethyl-N, N'-diphenylurea) belongs to the group of symmetric dialkyl diphenylureas used as stabilizers for ballistic powders. Hexogen and / or octogen are used as cyclic nitroamine, and nitroglycerin and / or diethylene glycol dinitrate are used as nitro ester.
Осуществимость изобретения подтверждается следующими примерами. The feasibility of the invention is confirmed by the following examples.
Пример 1. Example 1
Смешивают 51 грамм нитроцеллюлозы (25,5%), 51 грамм нитроглицерина (25,5%), 80 грамм гексогена (40,0%), 15 грамм печной масляной сажи П-804Т (7,5%), 2 грамма индустриального масла (1,0%) и 1 грамм централита-2 (0,5%). Смесь прессуют до плотности 1,67 г/см3 по технологии производства баллиститных топлив. Заряд диаметром 50 мм помещают в центре взрывной камеры, взрывную камеру герметизируют и инициируют детонацию заряда с помощью электродетонатора. После подрыва заряда и сброса избыточного давления газообразных продуктов детонации из взрывной камеры извлекают твердые продукты детонации, из которых известными методами, в частности кипячением в 72%-ной хлорной кислоте, выделяют алмазоподобный материал. Содержание аморфного алмазоподобного углерода в алмазоподобном материале определяют методом просвечивающей электронной микроскопии с применением микродифракции электронов. Содержание аморфного алмазоподобного углерода в алмазоподобном материале, подученном в данном примере, составляет 75 мас.%. Выход алмазоподобного материала - 15,1 мас.%.51 grams of nitrocellulose (25.5%), 51 grams of nitroglycerin (25.5%), 80 grams of RDX (40.0%), 15 grams of oven oil soot P-804T (7.5%), 2 grams of industrial oil are mixed (1.0%) and 1 gram of centralite-2 (0.5%). The mixture is pressed to a density of 1.67 g / cm 3 according to the technology for the production of ballistic fuels. A charge with a diameter of 50 mm is placed in the center of the blasting chamber, the blasting chamber is sealed and the detonation of the charge is initiated using an electric detonator. After detonating the charge and relieving the overpressure of the gaseous detonation products, solid detonation products are removed from the explosive chamber, from which diamond-like material is isolated by known methods, in particular by boiling in 72% perchloric acid. The content of amorphous diamond-like carbon in a diamond-like material is determined by transmission electron microscopy using electron microdiffraction. The content of amorphous diamond-like carbon in the diamond-like material obtained in this example is 75 wt.%. The output of diamond-like material is 15.1 wt.%.
Другие примеры приведены в таблице. Other examples are given in the table.
Использование предлагаемого изобретения позволяет получать (см. таблицу) алмазоподобный материал следующего состава, мас.%:
аморфный алмазоподобный углерод - 60-90
нанокристаллический кубический алмаз - 10-40
Предлагаемый способ получения алмазоподобного материала обладает высокой эффективностью и экономичностью, а сам аморфный алмазоподобный материал может быть использован для изготовления поликристаллов с повышенными механическими свойствами.Using the present invention allows to obtain (see table) diamond-like material of the following composition, wt.%:
amorphous diamond-like carbon - 60-90
nanocrystalline cubic diamond - 10-40
The proposed method for producing diamond-like material has high efficiency and economy, and the amorphous diamond-like material itself can be used for the manufacture of polycrystals with enhanced mechanical properties.
Claims (1)
Неалмазная форма углерода - 5 - 20
Нитроцеллюлоза - 20 - 29
Нитроэфир - 20 - 29
Циклический нитроамин - 30 - 40
Централит-2 - 0,1 - 0,5
Индустриальное масло - 0,1 - 1,0A method for producing an amorphous diamond-like material by detonating a charge containing an explosive substance and a non-diamond form of carbon, followed by purification of the final product from a non-diamond form of carbon, characterized in that the mixture is charged with a mixture of cyclic nitroamine and selected components of ballistic fuel as an explosive from the group comprising nitrocellulose, nitroester, centralit-2, industrial oil in the following ratios of ingredients, wt.%:
Non-diamond form of carbon - 5 - 20
Nitrocellulose - 20 - 29
Nitroether - 20 - 29
Cyclic Nitroamine - 30 - 40
Centralit-2 - 0.1 - 0.5
Industrial oil - 0.1 - 1.0
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97115489A RU2142410C1 (en) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | Method of production of amorphous diamond-like material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97115489A RU2142410C1 (en) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | Method of production of amorphous diamond-like material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU97115489A RU97115489A (en) | 1999-07-10 |
| RU2142410C1 true RU2142410C1 (en) | 1999-12-10 |
Family
ID=20197223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97115489A RU2142410C1 (en) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | Method of production of amorphous diamond-like material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2142410C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1115648A (en) * | 1964-08-11 | 1968-05-29 | Du Pont | Synthetic diamonds |
| WO1982000458A1 (en) * | 1980-07-31 | 1982-02-18 | Apollonov V | Method of obtaining diamond and/or diamond-like modifications of boron nitride |
| RU2041166C1 (en) * | 1993-04-02 | 1995-08-09 | Научно-производственное объединение "Алтай" | Method for production of diamonds |
| RU2049723C1 (en) * | 1992-05-19 | 1995-12-10 | Международная ассоциация "Земля и космонавтика" | Disperse diamond-containing composition and method for its production |
| RU2051092C1 (en) * | 1991-12-25 | 1995-12-27 | Научно-производственное объединение "Алтай" | Diamond-containing substance and a method of its preparing |
-
1997
- 1997-09-12 RU RU97115489A patent/RU2142410C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1115648A (en) * | 1964-08-11 | 1968-05-29 | Du Pont | Synthetic diamonds |
| WO1982000458A1 (en) * | 1980-07-31 | 1982-02-18 | Apollonov V | Method of obtaining diamond and/or diamond-like modifications of boron nitride |
| RU2051092C1 (en) * | 1991-12-25 | 1995-12-27 | Научно-производственное объединение "Алтай" | Diamond-containing substance and a method of its preparing |
| RU2049723C1 (en) * | 1992-05-19 | 1995-12-10 | Международная ассоциация "Земля и космонавтика" | Disperse diamond-containing composition and method for its production |
| RU2041166C1 (en) * | 1993-04-02 | 1995-08-09 | Научно-производственное объединение "Алтай" | Method for production of diamonds |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4483836A (en) | Method of producing diamond and/or diamond-like modifications of boron nitride | |
| US4331080A (en) | Composite high explosives for high energy blast applications | |
| EP0428685B1 (en) | Explosive and propellant composition | |
| US4728376A (en) | Explosive composition and method | |
| Luo et al. | Deflagration to detonation transition in weakly confined conditions for a type of potentially novel green primary explosive: Al/Fe2O3/RDX hybrid nanocomposites | |
| RU2142410C1 (en) | Method of production of amorphous diamond-like material | |
| RU2513848C2 (en) | Method to improve explosives and explosive /versions/ | |
| US5472531A (en) | Insensitive explosive composition | |
| US6562292B2 (en) | Method for manufacturing high-pressure phase material | |
| GB953246A (en) | Method of producing explosives containing ammonium nitrate | |
| CA1322656C (en) | Perchlorate and metal or metalloid-containing explosive | |
| US3086896A (en) | Nitroguanidine propellant composition and process of preparation | |
| CN102337870A (en) | Composite efficiency-increasing perforation device for secondary explosion | |
| RU2448935C1 (en) | Pyrotechnic composition for producing black smoke | |
| RU2483023C1 (en) | Method for industrial production of diamonds and other solid-phase nanostructured graphite formations, apparatus and charge for production thereof | |
| CN1179929C (en) | Sulfurless firecracker combustible agent | |
| RU93019145A (en) | COMPOSITION FOR FUEL BRIQUETTES AND METHOD OF ITS MANUFACTURE | |
| EP0203061A4 (en) | EXPLOSIVE COMPOSITION AND PROCEDURE. | |
| US4015529A (en) | Illuminative and incendiary explosive munitions | |
| RU2676614C1 (en) | Method of detonation synthesis of nanodiamonds | |
| RU2757661C1 (en) | Method for detonation synthesis of a polycrystalline diamond | |
| RU2349566C1 (en) | Method of producing rocket ballistic solid propellant charge | |
| US3729350A (en) | Composition for forming cloud of in-capacitating agent upon detonation | |
| Anderson | Energetic Materials, Part I: Black Powder, Nitroglycerin, and Dynamite | |
| RU2270181C1 (en) | Molded explosive composition (variants) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060913 |