Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства

Скачать в djvu «Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства»


Существует еще один вид механического воздействия, который одновременно создает условия как для синтеза конечного продукта, так и для его диспергирования. Это ударная волна. С помощью ударно-волновой обработки смесей графита с металлами при давлении в ударной волне до нескольких десятков гигапаскалей получают нанокристаллические алмазные порошки со средним размером частиц 4 нм. Более технологично получение алмазных порошков путем взрыва органических веществ с высоким содержанием углерода и относительно низким содержанием кислорода.


Детонация взрывчатых веществ, т. е. энергия взрыва, достаточно широко используется для осуществления фазовых переходов в веществах и детонационного синтеза. Детонационный синтез как быстро протекающий процесс позволяет получать тонкодисперсные порошки в динамических условиях, когда важную роль приобретают кинетические процессы.


Впервые детонационный синтез алмаза был осуществлен путем ударно-волнового нагружения ромбоэдрического графита до 30 ГПа [116]. Авторам не удалось установить размер алмазных частиц, из которых состояли наблюдаемые в оптический микроскоп зерна взрывного алмаза, являющиеся скоплениями (агломератами) отдельных частиц. В работе [117] алмазные порошки получены ударно-волновой обработкой смесей графита с металлами; длительность ударной волны была 10—20 мкс, а создаваемое ею давление — 20—40 ГПа. Позднее было показано, что полученный в этих условиях алмазный порошок содержит одиночные кристаллы размером не более 50 нм, а также скопления и плотно спаянные агломераты размером до 5 мкм и более, состоящие из отдельных кристаллов с размерами 1—4 и 10—160 нм.


После 1983 года в литературе появились работы (например [118, 119]), в которых обсуждался вопрос о возможном образовании мелкодисперсных алмазных частиц при детонации конденсированных взрывчатых веществ с отрицательным кислородным балансом, т. е. разлагающихся с выделением свободного углерода, из которого и образуется алмазная фаза. Такой процесс образования алмазных частиц с их последующим охлаждением в газовой фазе (так называемый “сухой синтез”) реализован авторами работ [120, 121] и в настоящее время применяется для промышленного получения ультрадисперсных алмазных порошков различного технического назначения. В другом варианте детонационного синтеза алмазных порошков из конденсированных взрывчатых веществ с отрицательным кислородным балансом, называемом “водным синтезом”, используется водяной охлади-тель алмазных частиц.

Скачать в djvu «Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства»