Кристалізація - алмаз - Велика Енциклопедія Нафти та Газа, стаття, 1
Кристалізація - алмаз
Кристалізація алмазу з пересиченого розчину вуглецю в розплаві металу, очевидно, має ще й ту особливість, що порушення гідростатичності і помітне падіння тиску в середовищі, що оточує алмаз, настає при розмірах алмазної фази, що помітно перевищують розміри кристалів алмазу, що утворюються при прямому перетворенні. Іншими словами, при кристалізації алмазу з пересиченого розчину вуглецю з використанням як джерело вуглецю графіту стійкого положення рівноваги відповідає кристал більшого розміру. [1]
Кристалізацію алмазу і графіту не можна розглядати як незалежні процеси, оскільки саме явище утворення нової фази відбувається на одній і тій же поверхні та з одного й того самого газу. [2]
У процесі кристалізації алмазів на значній глибині і потім виносі їх у верхні зони через різке падіння навколишнього тиску і температури кристали зазнають пластичних деформацій. У результаті кристалах утворюються внутрішні напружені зони. [3]
Безпосередньо у вивченні кристалізації алмазу з газової фази зусилля дослідників будуть спрямовані на розробку більш загальної теорії спільної кристалізації алмазу і графіту з метою вибору умов для запобігання виділенню останнього. [4]
Під час розгляду механізму кристалізації алмазу у системі метал - вуглець зазначалося, що рушійною силою процесу зростання є пересичення вуглецю в розплавленому металі стосовно алмазу. Оскільки пересичення є різниця розчинностей джерела живильної речовини і кристала, що вирощується, для випадку синтезу алмазу в системі метал - графіт маємо наступні особливості. При використанні як джерело вуглецю графіту длявирощування алмазу на затравку позитивна різниця між розчинністю графіту та алмазу досягається навіть в ізобарно-ізотермічних умовах за умови їхнього знаходження в області термодинамічної стабільності алмазу. При цьому реалізується пересичення, величина якого цілком визначається р - Г - умовами, а точніше, ступенем їхньої відмінності від рівноважних для графіту та алмазу значень цих параметрів. [5]
Під час розгляду механізму кристалізації алмазу у системі метал - вуглець зазначалося, що рушійною силою процесу зростання є пересичення вуглецю в розплавленому металі стосовно алмазу. Оскільки пересичення є різниця розчинностей джерела живильної речовини і кристала, що вирощується, для випадку синтезу алмазу в системі метал - графіт маємо наступні особливості. При використанні джерела вуглецю графіту для вирощування алмазу на затравку позитивна різниця між розчинністю графіту і алмазу досягається навіть в ізобарно-ізотермічних умовах за умови їх знаходження в області термодинамічної стабільності алмазу. При цьому реалізується пересичення, величина якого цілком визначається р - Г - умовами, а точніше, ступенем їхньої відмінності від рівноважних для графіту та алмазу значень цих параметрів. [6]
Розглядаючи вплив хімізму середовища на процеси кристалізації алмазу, особливу увагу слід приділити впливу азоту – основною структурою домішки у алмазі. Виявити механізм цього впливу на зародження та зростання кристалів та оцінити його кількісно дозволяють експерименти із синтезу в системі, збагаченій сполуками азоту. [7]
У цьому заслуговують на увагу дослідження процесу кристалізації алмазу , які у присутності металів, слабо взаємодіючих з вуглецем. [8]
В зв'язку з цимзаслуговують на увагу дослідження процесу кристалізації алмазу, що проводяться в присутності металів, слабо взаємодіють з вуглецем. [9]
Остання обставина вказує на доцільність вивчення впливу на кристалізацію алмазу азоту лише при контрольованому його введенні в систему у вигляді сполук, що мають високу енергію зв'язку, стехіометрія яких відповідає формульному виразу. [10]
Загалом порівняльний аналіз дефектності кристалів різного генези дозволяє виявити досить загальну залежність між концентрацією структурних недосконалостей і швидкістю кристалізації алмазу. Зазначена закономірність дуже чітко проявляється у ряді алмазів, кристалізованих у природних, статичних та динамічних умовах. [11]
Інтенсивний теплообмін реакційного об'єму з матеріалом контейнера та деталями камери та зміна його тепло- та електрофізичних характеристик у процесі кристалізації алмазу визначають тепловий режим синтезу. Тому найважливішими функціями системи терморегулювання є ефективний контроль за температурним режимом у важкодоступній робочій зоні та регулювання обраного електричного параметра з високою точністю за допомогою програмного керування. Мала інерційність внутрішнього електронагрівача камери синтезу вимагає застосування швидкодіючих пристроїв, що не містять рухомих та релейних елементів. Вказаним вимогам відповідають як системи, що використовуються як терморегулятор багатоцільового призначення, наприклад, високоточний регулятор температури (ДРТ), так і спеціалізовані пристрої для управління режимом синтезу надтвердих матеріалів. При цьому найчастіше як регульований параметр вибирається електрична потужність, проте в ряді випадків терморегулювання ведутьза величинами струму або напруги, що подається до нагрівача камери синтезу. [13]
Порівняння залежності ( 60) з експериментальними результатами ( мал. 124) свідчить про їхню хорошу відповідність та виправданість використання запропонованої моделі кристалізації алмазу на етапі стаціонарного зростання. Крім того, отримане співвідношення, що зв'язує величину характерного розміру кристала і тривалість кристалізації, має важливе прикладне значення, так як дозволяє вибирати оптимальний час вирощування в залежності від поставлених цілей. [14]