Способ получения синтетических алмазов

 

Использование: синтез искусственных алмазов. сущность изобретения: для создания условий образования кристаллов алмазов сжатие графита осуществляют динамическим внедрением снаряда с графитной массой на конце в мишень. Технический результат: расширение технологических возможностей вследствие снижения сложности и стоимости оборудования, на котором реализуется способ, при сохранении необходимых давлений сжатия. 2 ил.

Изобретение относится к созданию искусственных материалов, в частности к получению искусственных алмазов.

Известен способ получения сверхтвердых материалов, включающий воздействие высокого давления при высокой температуре на слой порошка алмаза или кубического нитрида бора, расположенных в контакте со слоем металлического связующего, с наложением ультразвукового поля в диапазоне частот от 0,1 до 1,0 МГц [1] Недостатком описанного способа являются относительно низкие уровни давления сжатия и, как следствие, малые размеры частиц получаемых материалов.

Известен ударно-волновой способ получения алмаза из графита, в котором в ампулу сохранения помещается смесь углеродного материала и металлического порошка. Ампулу окружают слоем взрывчатого вещества и подрывают. В результате получают смесь непревращенного углерода, металлических примесей и некоторого количества алмаза с размером частиц до нескольких десятков микрон. Данный способ характеризуют высокие давления сжатия до 60.90 кбар при диапазоне температур 1400.2000^оС [2] Недостатком известного способа является малая продолжительность воздействия высокого давления и, как следствие, незначительные размеры алмазных частиц.

Задачей изобретения является увеличение размеров частиц алмаза.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе получения синтетических алмазов, включающем сжатие углеродного материала до образования кристаллов алмаза, сжатие осуществляют динамическим внедрением снаряда с углеродным материалом на конце в мишень. Динамическое внедрение можно обеспечить выстреливая снаряд из артиллерийского орудия.

Технический результат заключается в получении алмазных частиц более крупных размеров за счет увеличения продолжительности воздействия высоких уровней давления на углеродный материал.

Динамическое внедрение снаряда с углеродным материалом на конце в мишень приводит при достаточной скорости соударения тел к возникновению зоны значительных сжимающих напряжений в точке контакта, при этом снаряд застревает в мишени и возникающие в результате удара остаточные сжимающие напряжения продлят по времени эффект сжатия углеродного материала.

На фиг.1 изображен вариант закрепления мишени на массивной станине. Мишень 1 устанавливается на станине 2 и прижимается к ней хомутом 3. В свою очередь хомут 3 фиксируется на станине при помощи шпилек 4, прокладок 5 и гаек 6.

На фиг.2 показан вариант выполнения снаряда. В болванку 7 снаряда помещают углеродный материал 8 и фиксируют в болванке 7 наконечником 9 из пластичного материала.

Затем снаряд помещают в орудие и выстреливают в мишень. При ударе снаряда о мишень в точке контакта снаряда и мишени, т.е. в объеме углеродного материала, возникают значительные сжимающие напряжения, достаточные для образования алмазных частиц. Снаряд застревает в мишени и возникающие при этом остаточные сжимающие напряжения существенно продлевают по времени процесс образования частиц алмаза. Для повышения динамических и остаточных напряжений сжатия на цилиндр мишени с натягом может надеваться толстостенная труба. После отстрела мишень снимается со станины и разрезается, углеродный материал вынимается и отправляется на сортировку.

Динамическое внедрение снаряда в мишень определяется рядом факторов, таких как материал мишени, материал снаряда, кинетическая скорость снаряда, масса снаряда. Влияние этих факторов для обеспечения гарантированного внедрения должно учитываться в каждом конкретном случае.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ АЛМАЗОВ, включающий сжатие углеродного материала до образования частиц алмаза, отличающийся тем, что сжатие углеродного материала осуществляют динамическим внедрением снаряда с углеродным материалом на конце в мишень.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2