Развитие на научните изследвания на съдове под налягане, необходими за синтеза на диамант, което се дължи на името на изследвания пионер в областта на високо налягане, Нобеловия лауреат, професор в Харвардския университет PW Bridgman. Bridgeman счита синтеза на диамант като предизвикателство за неговата изобретателност и технически умения и, както се казва, в експериментите иска всеки път се използва нова техника, която ще увеличи максималното налягане. Bridgman е не само изключителен учен и изобретател, но и интересен писател. Той пише за синтеза на диамант [111: "Опитите за успех в тази вълнуваща въпрос изложени целия спектър на човечеството: хората, или блестящите учени в окончателните шарлатани и измамници, я даде неговата интелигентност и страст." Bridgeman се отбележи, че в продължение на 25 години, средно 2-3 на година заяви, че държи тайната на синтеза на диамант, и предложи да влезе в дял в разпределението на печалбите в замяна на финансиране на строителството на апарата за практическото изпълнение на тази идея. Той също така пише, с характерен хумор, че "проблемът и го пита в детективски роман, а аз често стигнах до заключението, че тези, които успешно го реши, като по този начин се излага живота си на опасност от Diamond Синдиката".
Както и Parsons, Bridgman бързо осъзнах, че само една високо налягане не е в състояние да превърне графит в диамант. Според теорията, диамант е стабилна кристална форма на въглен при налягане от около 20 000 атмосфери, но експерименти Bridgman при налягания от 425 000 атм при стайна температура и 70 000 атм в червено топлина, не се случи трансформация на графит диамант. В същото време диаманта при атмосферно налягане се държи като напълно стабилна фаза. Жена ми, които все още не се е променило пръстен с диамант, че аз й дадох време на годежа си, за да гранати по-голям, не искам да вярвам, че един ден диамант може да се превърне в графит, дори и ако графита е по-стабилна фаза от диамант, като същевременно дневни температури и налягания. При ниски налягания метастабилност диамант, графит, както и метастабилност форма може да остане дори и в условията, при които диамант е стабилна.
Превръщането на диамант в графит може да се проведе при около iagreve до 1500 ° С, и се предполага, че обратната трансформация на високи налягания изисква температура от същия порядък. През 1941 г. с финансовата подкрепа на фирмите "Север" и "General Electric" Bridgman стартира проект, но синтеза на диаманти при високи температури. Прекалциниран при 3000 "С графита е поставен в специален съд 1000 тона преса. Вътре в цилиндъра се термити използва за реакцията, което създава температура до 3000 ° С в продължение на няколко секунди в момент, с налягане от 30 000 атм. Опитите продължават продължение на четири години, но диаманти не са били получени. оборудването е транспортиран до централата на компанията "Север", където тя е била използвана за по-нататъшни експерименти и друга работа.
Устройство за синтезиране на диамант, предложен от Hall, наречен "пояс" (лента), тъй като централната част, където синтеза на диамант, подкрепен волфрамов карбид пръстен с висока якост стомана кожух Lang \ 19]. Две скосена буталото се задвижва от хидравлична преса голяма от закалена стомана. Основната трудност при създаването на високо налягане и температура е тази на стомана и други строителни материали бързо губят силата си при нагряване. Този проблем може да бъде решен чрез нагряване само на вътрешния обем и съответния топлоизолацията да се предотврати прекомерно нагряване на буталата и лентата. "General Electric" Група използва успешно естествено срещащ минерална пирофилит материал е мек достатъчно добро предаване налягане и в същото време с висока точка на топене. Кухината, образувана от буталото и колан, поставен клетка от пирофилит с монтирана електрическа пещ под формата на тръба, графит, с които се постига желаната температура. Различията между буталата и уплътнени металната лента и пирофилит уплътнения, които изпълняват ролята на термични и електрически изолатори.
За разлика Parsons и експериментите Bridgman В тези експерименти се използва катализатор, по-специално желязо, и определената успешното решаването на този проблем. Вече е известно, че катализаторът действа като разтворител, в който графит първо се разтваря и след това кристализира като диамант. Без обменен курс разтворител метал графит в диамант е много малка, дори ако температурата и налягането да съответства на областта на стабилност диамант. Съгласно патента, "General Electric" [20], типичен заряд в реакционната камера е смес от 5 части графит, 1 част желязо] / Z части манган и 7z част "yatnokisi ванадий. Тази смес се запечатва и се загрява до 1700 ° С п"> г 95 000 атм налягане в продължение на 2 минути, след това се охлажда до 1500 ° с в продължение на S минути. От тогава, многобройни проучвания, проведени върху избора на разтворители, особено Uentorfom [21j. Сега, като най-често се използва разтворител смес от никел и желязо, което позволява синтезата на диаманта при по-строги условия,
например при 50,000 атмосфери и 1400 ° С показано Също; че графит като източник на въглерод може да се замени с други органични материали като дърво, въглища, катран, а дори и катран фъстъчено масло!
В ASEA технология се прилага налягане от 80 000-90 000 N Температура атм до 2760 "С, За да се концентрира под високо налягане в малък обем, апаратът е създадена през който шест четириъгълна пирамида са монтирани по такъв начин, че да формират един кубичен база и пресечен връх контурно вътрешния сферичната камера с обем от около 400 cm3. да се създаде сили на всяка пирамида използва три двойки хидравлични бутала. целия набор от бутала поставят в тръба с диаметър 52 см и височина 78 см, подсилена стомана кабелни връзки. в рев извършва изгаряне термитна смес от метален магнезий I бариев пероксид. химическа реакция в работния обем достигне много висока температура. Топлоизолационна около термити осигури слой талк с дебелина 5 мм, поставени в мед дорник. Реагенти, графит, и железен карбид се поставят nnutrya термити п контейнер, изработен от тантал. топлината, произведена от изгаряне термитен поддържа само няколко минути, след което стават дължими на топлина през относително масивни бутала. Характерно е, че за малки диаманти, които се използват в промишлеността за производство на диаманти-ционни триони, шлифовъчни и полиращи прахове, както от технология ASEA и "General Electric" взе само два или три минути. Размерите на диамант получава и в двата случая са били значително по-ниски I мм. Обикновено Asea експерименти 20-50 се образуват кристали размер от 0.1-0.5 мм. По-късно става ASEA е-а-osvaschenne изместване и апарат използва ASEA; температура б-промяна време след запалване термитна смес.
polzovat електрическо отопление ток до 1500 А, което увеличава добива на диаманти.
"Пояс" водоструйка фирма "General Electric" впоследствие заменен тетраедър структура и вид Месечен разработен от зала по същото време [25]. Основното предимство на това е да се използва сравнително евтини преси. Използват се четири преса работа независимо монтиран в симетрична конструкция и приближава в центъра на работния обем в първия вариант на този дизайн. От друга страна, по-проста модификация изисква само една хидравлична преса, и усилията в останалите три области възникне поради взаимодействието на буталата с конична повърхност на подкрепа твърда стомана. крайната модификация устройство работи повърхност е сферична и прилага вложки от волфрамов карбид, характеризираща се с по-голяма твърдост и якост от стомана, от които са направени буталата. В четиристенен пространство образувана от вътрешните повърхности на тези вложки монтирани специално изработени от пирофилит елемент с електрическата пещ, която е grafitoduyu тръба. Електрически ток се подава с две противоположни бутало или чрез специални електрически входове. Поставя в пещ и разтворител метал графит.
Сега диаманти се произвеждат в няколко страни, като повече от половината от заетите в индустрията - синтетичен Алма-3hli конкурентни по цена с добива от земята. през
месец след съобщението "General Electric" през 1955 г., ръководството на Южна Африка минна корпорация "De Beers" е дошъл да вземе решение за нужда proizvodstna синтетични диаманти. Фабриката в близост до Йоханесбург, Южна Африка, собственост на "De Beers" Спрингс, е започнала да се даде на производството през 1958 г. и вече има 75 единици техника под високо налягане. Дъщерно дружество е открит през Шанън. Ирландия, през 1963 г. и през 1967 г. "De Beers" и ЗИД ЗЕ (което не е да се започне промишлено производство на диаманти, докато 1964) подписаха споразумение за съвместно производство. Технически диаманти са произведени в Китай, Чехословакия, Холандия, Япония, и в голям мащаб в Съветския съюз.
Консумацията на свят на промишлени диаманти, е повече от 100 Mill. Carat (20 т) на година, както и тяхното производство изисква няколко стотин тона графит.
Свързани статии