Способ получения алмазов

 

Изобретение относится к технологии получения искусственных алмазов и позволяет упростить процесс их получения путем снижения температуры и давления. Соединение углерода в окисленной форме и затравку из искусственных алмазов, например, марки АСЕ смешивают с активаторами на основе оксидов кремния, например оливином или кварцевым стеклом, и подвергают смесь при 20-100^oС механической активации, например, путем пересыпания смеси при вращении в газовой атмосфере из диоксида углерода или воздуха. Алмазы после механической обработки извлекаются из шихты, промываются кислотами для удаления соединений железа и графита и высушиваются. Прирост массы алмазов составляет до 15% при скорости наращивания до 6,30· 10^-3 процентов в час. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к технологии получения искусственных алмазов, используемых, например, для изготовления режущего инструмента. Целью изобретения является упрощение процесса путем снижения температуры и давления. Сущность способа состоит в следующем. Затравочные кристаллы алмаза смешивают с восстановителем, например магнетитом FeO·Fe₂O₃, активатором-силикатом, например, оливином (Mn, Fe)₂· SiO₄ и закладывается в контейнер. Затем контейнер заполняется газом, содержащим углерод, например, в виде окислов СО и СО₂, и смесь начинает интенсивно перемешиваться. Перемешивание может осуществляться вращением контейнера, его виброколебаниями с различными частотами и амплитудой. Рабочая температура процесса может быть комнатной, а давление внутри контейнера атмосферным. После перемешивания в течение десятка-сотен часов контейнер вскрывается и наращенные алмазы извлекаются из смеси. П р и м е р 1. В стеклянную ампулу диаметром 20 мм и длиной 100 мм закладывают кристаллы искусственных алмазов марки АСЕ, которые смешивают с искусственно полученным магнетитом и оливином. Ампула заполняется СО₂ и при атмосферном давлении запаивается. Затем ампула закладывается в барабан, вращающийся со скоростью 1 об/с. После вращения в течение 10 сут при 20^oС ампула вскрывается. Алмазы отделяются от магнетита магнитной сепарацией и взвешивается на микроаналитических весах с точностью до 5·10^-6 ч. П р и м е р 2. В стеклянную ампулу закладывают искусственные алмазы марки АСК (фракция (0,5-0,63 мм), дробленое кварцевое стекло (фракция 0-1,0 мм), искусственно приготовленный сидерит FeCO₃ (порошок), искусственно приготовленный магнетит Fe₃O₄·2H₂O (порошок) и в части опытов диспергированный сплав Ni (40%) Mn (60%). Газовой средой служит воздух или углекислый газ при атмосферном давлении. Механическая обработка реакционной смеси путем ее пересыпания производилась вращением ампулы со скоростью 1 об/с при 20^oС. Алмазы после механической обработки извлекаются из шихты, промываются соляной и азотной кислотами для удаления соединений железа, плавиковой кислотой для удаления окислов кремния, хромовой кислотой для удаления графита, дистиллированной водой, высушиваются и взвешиваются с точностью до 1·10^-4 ч. Длительность обработки и результаты наращивания алмазов приведены в таблице. П р и м е р 3. Искусственные алмазы фракции 0,63/0,50 мм обрабатывались карбонилом хрома Cr(CO)₆ в присутствии активатора порошка из плавленного кварца фракцией 0,08/0,05 мм при 20±2^oС в атмосфере углекислого газа при давлении 0,1 МПа. Обработка проводилась путем пересыпания шихты в стеклянной ампуле длиной 250 мм и внутренним диаметром 16 мм со скоростью вращения ампулы вокруг короткой оси 28 об/мин. После механической обработки алмазы отсеивались на сите 0,2 мм, промывались ацетоном, соляной кислотой и дистиллированной водой, сушились, и взвешивались с точностью до 0,0001 ч. Поверхность алмаза по визуальным наблюдениям под микроскопом чистая. В большинстве опытов наблюдалось увеличение массы алмазов, а в некоторых случаях был зафиксирован визуально рост отростков кристаллов алмаза. Наращивание алмаза до некоторого предела, в отдельных опытах до 15% и последующее прекращение, очевидно, происходит за счет скалывания наращенной пленки. В отдельных опытах обнаружено уменьшение массы алмазов вследствие скалывания отростков кристаллов. Прирост массы алмазов в атмосфере воздуха выше, чем в атмосфере СО₂, по-видимому, вследствие окисления пленки графита, образующейся на гранях и мешающей росту алмаза. Таким образом, экспериментальные данные подтверждают возможность наращивания алмаза за пределами его стабильности из соединений углерода в окислительной форме при их механической активации в присутствии восстановителей и веществ, имитирующих электроны.

Формула изобретения

1. Способ получения алмазов, включающий взаимодействие соединений углерода в окисленной форме и восстановителей, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса путем снижения температуры и давления, взаимодействие осуществляют в присутствии затравочного искусственного алмаза и активаторов на основе оксидов кремния путем механической активации в газовой атмосфере из диоксида углерода или воздуха при пересыпании реакционной смеси в результате вращения или виброколебаний. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что активацию ведут при 20-100^oС. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при использовании в качестве соединений углерода сидерита или карбонила хрома процесс ведут при температуре не выше 100°С или не выше 50°С соответственно.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---