RU2560380C1 - Способ получения искусственных алмазов из графита - Google Patents
Способ получения искусственных алмазов из графита Download PDFInfo
- Publication number
- RU2560380C1 RU2560380C1 RU2014129731/05A RU2014129731A RU2560380C1 RU 2560380 C1 RU2560380 C1 RU 2560380C1 RU 2014129731/05 A RU2014129731/05 A RU 2014129731/05A RU 2014129731 A RU2014129731 A RU 2014129731A RU 2560380 C1 RU2560380 C1 RU 2560380C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- graphite
- electrodes
- substrate
- tube
- diamond
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 37
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- 239000010439 graphite Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000003708 ampul Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии получения алмазов. Искусственные алмазы получают из графита на подложке в присутствии электродов путем расположения графита на подложке, являющейся электродом с отрицательным зарядом, расположенной в кварцевой пробирке, и при нагреве до 1000°C при атмосферном давлении в радиационной печи. Другой электрод, положительно заряженный, размещают на внешней стороне пробирки и подводят к электродам постоянный ток напряжением 2,0-10 кВ, не создавая замкнутую электрическую цепь. Технический результат изобретения заключается в упрощении технологии, снижении энергетических затрат и снижении себестоимости синтеза алмазов за счет простоты технического решения, доступности используемых материалов и оборудования.
Description
Изобретение относится к способам получения алмазов, а более точно к способам прямого превращения графита в алмаз в области термодинамической устойчивости последнего.
Известен способ получения сверхтвердых материалов (алмазов), в котором превращаемый материал (графит) помещают в прочные металлические ампулы сохранения плоского или цилиндрического типа, в корпусе которых генерируют ударные волны детонацией заряда BB, находящегося в контакте с корпусом ампулы, или ударом о стенки ампулы лайнера, разгоняемого ПВ до больших скоростей [RU 94029279, МПК B01J 3/08, 10.07.1996]. Под воздействием высоких динамических давлений и температур осуществляется фазовый переход графит-алмаз в области термодинамической устойчивости последнего.
Недостатком данного способа является низкий (≅20%) выход материала. Комплексное воздействие остаточных температур и волны разрежения (снятие высокого давления практически до нуля за несколько мкс) приводит к частичному обратному переходу алмаза в графит.
Известен способ получения алмазоподобных фаз углерода, включающий воздействие на углеродсодержащий материал импульсов электрического тока с энергией импульса 3,5-18,0 кДж на 1 г углерода в углеродсодержащем материале [RU 2038294 от 27.06.1995].
Недостаток известного способа заключается в сложности получения алмазоподобных фаз за счет импульсного тока, что требует наличия дополнительного устройства.
Известен способ получения искусственных алмазов из графита путем его нагрева в присутствии электродов, к которым подводят постоянный ток, создавая замкнутую электрическую цепь, при этом графит нагревают до 1000°C при атмосферном давлении [US 5516500 от 14.05.1996].
Однако в данном способе для получения алмазов создают замкнутую электрическую цепь, что приводит к пересублимации графита с одного электрода на другой при пропускании тока.
Данный способ выбран за прототип.
Задачей изобретения является получение искусственных алмазов из графита при отсутствии пересублимации графита.
Решение этой технической задачи позволит упростить и удешевить технологию синтеза искусственных алмазов, а также получать искусственные алмазы, не меняя формы исходного графита.
Достигается это тем, что в способе получения искусственных алмазов из графита на подложке в присутствии электродов, на которые подают напряжение, согласно изобретению, графит помещают на подложку, являющуюся электродом с отрицательным зарядом, расположенную в кварцевой пробирке, другой электрод, положительно заряженный, размещают на внешней стороне пробирки, пробирку помещают в радиационную печь и нагревают до 1000°C при атмосферном давлении, а к электродам подводят постоянный ток напряжением 2,0-10 кВ, не создавая замкнутую электрическую цепь.
Данные условия воздействия на графит являются наиболее оптимальными для фазового перехода графита в алмаз. При температуре ниже 1000°C и напряжении менее 2 кВ процесс будет замедленным и экономически не оправданным, а повышение температуры выше 1000°C и напряжение более 10 кВ приводит к терморазрушению слоев графита и излишних затрат энергии.
Способ осуществляется следующим образом.
Предварительно подготавливается исходный образец. С этой целью кристаллические графитовые элементы (протяженные волокна диаметром до нескольких мкм, длиной до нескольких мм, отдельные частицы размером в несколько десятков мкм) помещают на подложку из металла. Металл подложки выбирают исходя их необходимых требований:
- невысокий температурный разогрев, обеспечивающий фазовый переход графит-алмаз в области термодинамической стабильности последнего.
- большая плотность металла в сжатом состоянии в области термодинамической стабильности алмаза по сравнению с последним
- крайне малая растворимость углерода в нем (<0,5%) в условиях воздействия температур.
Для осуществления способа проводили 3 эксперимента: образец графита размещали на стальной пластине, являющейся отрицательно заряженным электродом, помещали в кварцевую пробирку и нагревали до 1000°C в радиационной печи. Воздействие на графит осуществляют путем подачи электрического тока постоянного напряжения 2,0 кВ на электроды, положительно заряженный электрод расположен на внешней поверхности кварцевой пробирки, не создавая замкнутую электрическую цепь, т.е. ток не проходил через графит.
При подаче тока на пластину происходит повышение внутренней энергии графита, выше внутренней энергии алмаза, за счет чего и происходит самопроизвольное превращение выскоэнергетичного графита в менее энергетический алмаз с перестройкой кристаллической решетки при фазовом превращении. Скорость превращения графита в алмаз при этом наблюдалась в течение 1 часа.
При воздействии на графит электрического тока постоянного напряжения 5,0 кВ на электроды, скорость превращения графита в алмаз наблюдалась в течение 30 минут.
При воздействии на графит электрического тока постоянного напряжения 10,0 кВ на электроды, скорость превращения графита в алмаз наблюдалась в течение 20 минут.
Увеличение напряжения более 10 кВ приводит к терморазрушению слоев графита. Поэтому оптимальным будет воздействие на графит 2,0-10 кВ.
Таким образом, можно легко регулировать получение алмаза за счет напряжения постоянного тока.
Способ обеспечивает достижение следующих преимуществ по сравнению с известными ранее:
повышение качества синтезируемого продукта;
упрощение технологии, снижение энергетических затрат и снижение себестоимости синтеза алмазов за счет простоты технического решения, доступности используемых материалов и оборудования.
Claims (1)
- Способ получения искусственных алмазов из графита на подложке в присутствии электродов, на которые подают напряжение, отличающийся тем, что графит помещают на подложку, являющуюся электродом с отрицательным зарядом, расположенную в кварцевой пробирке, другой электрод, положительно заряженный, размещают на внешней стороне пробирки, пробирку помещают в радиационную печь и нагревают до 1000°C при атмосферном давлении, а к электродам подводят постоянный ток напряжением 2,0-10 кВ, не создавая замкнутую электрическую цепь.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014129731/05A RU2560380C1 (ru) | 2014-07-18 | 2014-07-18 | Способ получения искусственных алмазов из графита |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014129731/05A RU2560380C1 (ru) | 2014-07-18 | 2014-07-18 | Способ получения искусственных алмазов из графита |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2560380C1 true RU2560380C1 (ru) | 2015-08-20 |
Family
ID=53880631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014129731/05A RU2560380C1 (ru) | 2014-07-18 | 2014-07-18 | Способ получения искусственных алмазов из графита |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2560380C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU411037A1 (ru) * | 1971-10-28 | 1974-08-05 | В. М. Гол ЯНОВ , А. П. Демидов | Способ получения искусственных алмазов |
| RU2038294C1 (ru) * | 1992-04-17 | 1995-06-27 | Виктор Владимирович Иванов | Способ получения алмазоподобных фаз углерода |
| US5516500A (en) * | 1994-08-09 | 1996-05-14 | Qqc, Inc. | Formation of diamond materials by rapid-heating and rapid-quenching of carbon-containing materials |
-
2014
- 2014-07-18 RU RU2014129731/05A patent/RU2560380C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU411037A1 (ru) * | 1971-10-28 | 1974-08-05 | В. М. Гол ЯНОВ , А. П. Демидов | Способ получения искусственных алмазов |
| RU2038294C1 (ru) * | 1992-04-17 | 1995-06-27 | Виктор Владимирович Иванов | Способ получения алмазоподобных фаз углерода |
| US5516500A (en) * | 1994-08-09 | 1996-05-14 | Qqc, Inc. | Formation of diamond materials by rapid-heating and rapid-quenching of carbon-containing materials |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5649186B2 (ja) | オニオンライクカーボンおよびその製造方法 | |
| JP2014007432A5 (ru) | ||
| RU2016148886A (ru) | Свч-плазменный реактор для изготовления синтетического алмазного материала | |
| RU2560380C1 (ru) | Способ получения искусственных алмазов из графита | |
| CN108654537A (zh) | 一种基于液电脉冲方法的原花青素辅助提取装置 | |
| CN103981531B (zh) | 一种荧光碳点的制备方法 | |
| JP5370887B2 (ja) | ナノダイヤモンドの製造方法 | |
| CN105319138B (zh) | 用于进行岩石压裂试验的设备及方法 | |
| US1982012A (en) | Process for manufacturing hard objects in silicidized carbon or other similar substances | |
| CN106757263B (zh) | 一种金属表面纳秒脉冲等离子体制备纳米颗粒的溶液及制备方法 | |
| RU2473463C2 (ru) | Способ получения высокотвердых углеродных наночастиц c8 | |
| CN104736661A (zh) | 紫外光产生用靶、电子束激发紫外光源和紫外光产生用靶的制造方法 | |
| Liu et al. | Synthesis of aluminum nitride powders from a plasma-assisted ball milled precursor through carbothermal reaction | |
| JP2009110795A (ja) | 異極像結晶を用いたｘ線発生装置 | |
| WO2015038031A1 (ru) | Способ получения кристаллических алмазных частиц | |
| RU2038294C1 (ru) | Способ получения алмазоподобных фаз углерода | |
| CN105339299A (zh) | 用于生产纳米级碳的胶体溶液的方法 | |
| RU2199381C1 (ru) | Способ получения искусственного алмаза | |
| Moore | Delayed excimer emission from anthracene | |
| CN106270836A (zh) | 电火花放电制备荧光碳量子点的方法 | |
| RU2353687C1 (ru) | Аппарат для йодидного рафинированного гафния | |
| KR100324500B1 (ko) | 레이저 애블레이션법과 고전압 방전 플라즈마 ｃｖｄ법의혼합 방식에 의한 다이아몬드 박막 제조 및 고온고압조건하에서의 다이아몬드 벌크의 형성 방법 | |
| RU2302369C2 (ru) | Способ получения наноалмазов в полимерподобной углеводородной матрице | |
| UA75119C2 (en) | A method for the diamonds synthesis | |
| Takada et al. | Control of plasma and cavitation bubble in liquid-phase laser ablation using supersonic waves |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180719 |