Tehnologii Prezentare de ansamblu produc diamante artificiale

Până în prezent, există mai multe tehnologii diferite pentru a produce cristale de diamant. pentru o varietate de scopuri ale cererii, de diferite dimensiuni, culoare și rezistență.

Diamantul nu este nimic altceva decât carbon pur, cu o rețea specială de cristal.

Un alt reprezentant al carbonului pur din lume este carbune, grafit.

• greutate carbon atomică 12,011;
• Numărul de serie din tabelul periodic 6;
• 6 Numărul de electroni;
• valența primar 4;
• La presiune atmosferică normală în lichidul nu trece;
• Atunci când este încălzit la presiune normală la temperatura de 3670 0 C, carbon;
  Acesta intră gazul, ocolind starea lichidă.

• Densitate 3,5 g. cm2;
• refracției luminii 2.42 (sticla 1, 8);
• Duritate 2 milioane de conv. u (Steel 30,000, sticlă 40000 talc relativă a cărui duritate = 1);
• Temperatura de tranziție de grafit în aer liber - 1 200 0 C;
• Temperatura de aprindere în oxigen pur 740 0 C;
• Unități de măsură a diamantelor - carate. Un carat este egal cu 0,2 grame. Diamond, măsurând 1 x 1 cm = 17,5 carate;
• In diamant, fiecare atom de carbon este legat la alți patru atomi de carbon, iar distanța între acestea este strict egal = 1,54 angstromi. atomi de carbon aranjate într-un diamant în colțurile unui grilaj atomic tetraedru regulat.
• Atomic rețea cristalină de diamant - tetraedru

Temperatura vaporizarea carbon de 3670 0 C (figura 1), punctul critic (Z) (temperatura 3670 C. Presiunea este 0 -120 atm.) este prima condiție triplu punct.

În acest moment, tranzițiile sunt posibile carbon în stare solidă, lichidă sau gazoasă.

Odată cu creșterea presiunii și temperaturii, obținem un al doilea punct triplu (D), în care este posibil starea de carbon sub formă de cristale (diamant) în formă lichidă și starea amorfă (grafit).

Cel mai bun rezultat al diamant la trecerea de la starea lichidă la atomul de carbon cristalin - scăderea temperaturii, dar este posibil, lăsând o presiune foarte mare. O mare importanță în tehnologiile de producție de diamant juca caracteristicile de timp ale procesului.

După cum sa menționat mai devreme, carbonul în stare lichidă în condiții normale (760 mm Hg. Pilonul și 20 0 C) nu există. Carbon în stare lichidă și este posibilă numai atunci când presiunea depășește valoarea de 120 atm. și 3740 0 C (figura 1).

Deoarece proprietățile fizice ale diamant trebuie remarcat temperaturii de aprindere într-un mediu de oxigen este egal cu 670 0 C, în general, arsuri de diamant, fără reziduuri.

Prin încălzirea diamant de 1200 0 C fără aer începe procesul de grafitizării de diamant. acest lucru are loc la tehnologie neregulate diamant proces de producție.

Metode pentru producerea de cristale de diamant sintetic

Prima metodă de producere diamante sintetice este o metodă apropiată de apariția naturală a diamantelor naturale. Această combinație de presiune foarte ridicată și temperatură ridicată.

Prima metodă este cea mai de încredere, dar, de asemenea, complexul mai tehnologic

Ca urmare este una dintre instalațiile de laborator pentru a produce cristale de diamant cât mai aproape de apariția prezumată a diamantelor naturale în Schema pământ mai gros - puternică presiune și temperatură ridicată.

Configurația de laborator pentru obtinerea diamante artificiale reprezintă o presă de presiune ridicată. Carcasa de presă este introdus în cilindrul de lucru.

Acest cilindru este prevăzut pentru foraj o circulație de agent frigorific, iar deschiderile pentru alimentarea cu apă sub presiune. În această cameră de locuințe este inserat, realizat din carbură de tantal, în care este plasat piesa - grafit să fie transformate în diamant.

Asigurarea Busbars de alimentare pentru alimentarea curentului electric în camera de lucru.

diamant Tehnologia are loc în mai multe etape.

Inițial, după instalarea cilindrului într-o presă de apă de înaltă presiune este furnizat și există un proces de presiune a apei de grafit precomprimării, până la aproximativ 2-3 mii de atmosfere. A doua etapă este alimentat cu agent frigorific, iar apa este înghețat la minus 12 grade Celsius.

Astfel, există o comprimare suplimentară a grafitului la 20 mii atmosfere datorită expansiunii gheții.

În etapa următoare alimentată durată puternică electric impuls de curent de 0,3 secunde.

În etapa finală și sunt dezghețate diamantele de gheață eliminate.

S-a obținut în acest diamante manieră culoare în general murdar, au o structură poroasă, forma cristalelor tetraedrice.

Majoritatea diamantelor naturale și mai puternică decât cea utilizată, în general, în scopuri tehnice.

A doua metodă, este posibil tehnologic simplu, dar complicat de aparatul utilizat este modul de a construi cristale de diamant în mediu de metan (CH4).

Cu această metodă, cristalul de diamant este încălzit la o temperatură de 1111 0 C și metan ars. Presiunea din camera de lucru poate fi mic, de ordinul a 0,1 atmosfere tehnice. Această presiune servește în principal pentru a penetra obstacole în camera la oxigenul atmosferic.

Trebuie amintit faptul că, deoarece 1200 0 Cu diamant începe tranziția către grafitul (fără kmsloroda acces).

Procesul de capacitate cristal de diamant se produce pe suprafața încălzită de diamant prin adăugarea de atomi de carbon în rețeaua cristalină cu cristale de semințe de diamant existente. Cantitatea de carbon (diamant) 0,2% din suprafața cristalului de semințe timp de o oră.

cristale de formă într-un mod similar obținem un cub, spre deosebire de tetraedrică naturale, negru, putere comparabilă cu diamante naturale. În esența sa, este carbura pura, dar este numit diamant datorită durității foarte mare a cristalelor rezultate, și datorită faptului că diamantul real, este folosit ca un cristal de însămânțare.

Al treilea mod de a obține o metodă de explozie diamant

În această metodă, un praf de diamant foarte fin pentru producerea de pietre de rectificat, abrazive. substanță explozivă „normală“, aplicată sau explozie sau un fir de explozie curent cu impulsuri de mare.

Pentru a obține o membrană densă este necesară val de detonare care rupe viteza sunetului în metalul din care este confecționat membrana (pentru fier este -. 5000 m / sec).

„Preincalzit“ grafit situat pe așa-numita „pan“ la momentul trecerii undei de detonare este transformat în cristale de diamant.

Această metodă dă un randament mult mai mult ca un procent din cantitatea de grafit decât metoda de înaltă presiune.

Se obțin cristale incolore, apa pura, limpede, dar foarte mici (30 -. 50 microni). Crystal formează puterea tetraedru comparabilă cu cea de diamante naturale.

Esența metodei pentru producerea de diamant. Metoda de explozie, este ca sablarea a explozivului în limita val spațiu detonare la impact cu un obstacol în stratul limită, unda de șoc - obstacol, generează atât presiune ridicată și temperatură ridicată. Presiunea poate ajunge la peste 300.000 atm, zeci de mii de temperatură grade. Din păcate (sau din fericire), toate la un moment dat se potrivește în milionimi de secundă, iar dimensiunile (grosime) ale undei de detonare nu depășește 10-30 microni.

La momentul undei de șoc ruptură a membranei devine „densitatea“ și este un fel de calitate - omogenitate.

Unele cristale de diamant produse în acest mod pot avea un diametru de 50 microni. De o mare importanță în această metodă are polozhka care este încălzită, iar grosimea stratului de grafit.

Un experiment interesant pe compresie „secundar“ de diamant care rezultă în același fel de explozie, în conformitate cu principiul metalurgia pulberilor. În acest caz, în industria diamantelor. pot fi obținute cristale de diferite mărimi și greutatea pulberii de diamant. In marea majoritate a cristalelor opalescent de culoare. Au primit brittleness secundar de cristale de diamant. Durabilitatea este mult mai mic naturale la manipulare posibile „surprize“. În acest caz, lăcomia poate ruina ideea în adevăratul sens al înțelegerii. Grosimea grafitul nu depășesc 60 microni.

În a patra metodă de obținere a catalizatorilor de diamant folosite

Utilizarea catalizatorilor în producția de diamante ajută în mod semnificativ la reducerea cantității de presiune și temperatură. cristale de diamant au fost formate în stratul de distanțare între cald și filmul de grafit al metalului catalizator. Prin selectarea corespunzătoare tehnici pot primi până la 50 de grame de diamante industriale într-un singur ciclu de lucru.

După cum se vede din graficul 3. Anexa 3. Cel mai bun catalizator este de fier, urmat de nichel, rodiu, paladiu, platină.

Decurgând la interfața de grafit - cristale de diamant catalizator continuă să crească în condiții constante în cameră până când pelicula de metal catalizator continuă să fie conectat cu grafit.
apendicele 3

Creșterea cristalelor continuă în metalul alierea datorită pătrunderii atomilor de carbon prin film subțire de metal.

diamante sintetice produse într-un mod similar sunt cristale foarte mici (30 -200 microni).

S-a obținut la temperaturi scăzute, cristalele de diamant au o structură cristalină de formă pătrată, rezistență negru egal sau superior natural.

Cristalele obținute la temperaturi ridicate și presiuni ridicate au o formă octaedrice, diferite culori - cristale galben, albastru, verde, alb, opace sau transparente. Pe puterea egală sau superioară diamante naturale. Influența catalizatorilor pe culoarea aparent. impuritate nichel în cristalele dă ton verzui diamant diamant, aditivi beriliu da Diamond culori ton albastru.

Trebuie remarcat faptul că nu există nici o duritate în lume mai greu decât elementul de diamant. deși celelalte proprietăți se poate produce unele elemente artificiale. Tabelul listează elementele care pot da o idee mai bună a unora dintre proprietățile diamant față de alte elemente de pământ c.

Știri
Cavalerii Teoria eter