Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Научные исследования -> Различные аспекты газофазной металлизации -> Часть 18

Различные аспекты газофазной металлизации (Часть 18)

только в текущем разделе

Страницы:    1  2  3  4  5  ...  17  18  19  20  21  ...  26  27  28  29  30   

мощью почек растений — единица «карат» пришла позднее. Пока нам неизвестно, ставил ли Ломоносов опыты по синтезу искусственных алмазов или нет. Но идея использовать затравочный кристалл принадлежит ему. Она стала известна большинству ученых лишь много позднее.

В 1953 г. синтезом алмазов увлекся студент третьего курса Томского университета Борис Спицын. Его идея была проста: если имеется алмазная кристаллическая затравка, то даже при низком давлении на ее поверхности должна происходить достройка алмазной, а не графитной структуры в случае, если вокруг затравки весь объем будет заполнен источником углерода в виде какого-нибудь соединения углерода. После окончания института Б. В. Спицын заинтересовал своей идеей известного ученого физико-химика Б. В. Дерягина. В 1956 г. он поступил в аспирантуру в Институт физической химии АН СССР, где им была начата работа по выращиванию алмазных монокристаллов без высокого давления на затравке из паров бромистого и иодистого углерода, а позднее и метана.

Уже 10 июля 1956 г. Б. В. Спицыным и Б. В. Дерягиным был заявлен «Способ наращивания граней алмаза», получено авторское свидетельство № 339134. Оно было опубликовано в «Бюллетене изобретений» (№ 7 за 1980 г). Наращивание алмазов проводилось при 900—1000° С при остаточном давлении 10_6 мм рт. ст. В качестве нагревателя использовался тантал. Спицыну, Дерягину и др. был также выдан диплом на открытие «Нитевидные кристаллы алмаза» с приоритетом 14 апреля 1967 г.

С помощью импульсного способа выращивания кристаллов алмаза, заключающегося в создании периодического пересыщения газовой фазы над алмазной затравкой, удалось избавиться от загрязнения растущего кристалла алмаза графитом. За десятую долю секунды алмаз успевал образовываться, а графит нет.

Если даже частично и образовывался графитовый углерод, ему была приготовлена ловушка — очистка кислородом. Оказалось, что скорость окисления порошка графита, имеющего рыхлую структуру, гораздо выше скорости окисления алмаза. Циклический способ «синтез — очистка кислородом» включал в себя до 30 попеременных циклов синтеза алмаза и обработки его кислородом.

Б. В. Дерягин с сотр. получили на алмазных монокристаллах алмазные пленки толщиной до 10 мкм, нитевидные кристаллы (усы) и даже изометричные алмазы округлой формы. Остаточное давление метана изменялось от 10 до 100 мм рт. ст., т. е. было ниже атмосферного. Применялись такя^е этилен, октан и циклогексан.

А как обстояло дело за рубежом? Зарубежные ученые тоже не теряли время даром. Западногерманская фирма «Сименс и Гальске» заявила в 1962 г. в ФРГ и в 1963 г. во Франции сразу два патента с одинаковым названием «Способ получения углерода, имеющего алмазную структуру, при низком давлении».

Немецкие ученые предложили для этого в качестве исходных веществ использовать не графит, а летучие соединения углерода, углеродный «скелет» которых соответствует целиком или полностью строению решетки алмаза. Авторы пазывали некоторые из них: циклопентан, циклогексан, углеводороды жирного ряда и их гомологи, ацетилен и др.

Исходные вещества вводились в реактор с помощью газа-носителя — водорода, инертного газа или газообразного углеводорода, имеющего комнатную температуру. В качестве подложек авторы использовали пластины из титана, кремния, ниобия, тантала, а также из углеродсодержащих сплавов вольфрама и кобальта состава C02W4C. Подложки одновременно выполняли роль катализаторов.

Процесс синтеза алмаза проводился при остаточном давлении 0,001 атм и температуре от 800 до 1200° С. Алмазный углерод выделялся на подложке в виде пленки. К сожалению, толщина алмазного слоя авторами не была указана.

В этом же патенте описывается способ получения алмазного порошка в свободном объеме реактора без применения подложки. В реактор из кварца вводят метан СН4 с добавкой катализатора, в качестве которого используют соединения кремния—Si(CH3)4 или (CH3)2SiCl2. Метан под воздействием токов высокой частоты в присутствии катализаторов выделяет углерод в модификации алмаза в виде частиц сферической формы.

Синтезом искусственных алмазов при низких давлениях занимались и американские ученые. В 1962 г. американец В. Г. Эверсол предложил наращивать за

травочные кристаллы алмаза в газовой фазе оксида углерода или газообразных углеводородов, выделяющих метильные радикалы при температуре от 600 до 1600° С при давлении в камере от 0,1 до 75 мм рт. ст. (в случае углеводородов) и от 100 до 2500 атм (в случае оксида углерода).

Именно Эверсол одним из первых понял перспективность принципа «наращивать—очищать». В его методе циклы наращивания продолжительностью 1,8—4 ч чередовались с циклами очистки поверхности затравочных алмазов от накапливающихся примесей графитового углерода. Очистка проводилась с помощью водорода при температуре 1000° С в течение 3—4 ч.

За 85 циклов наращивания и очистки Эверсол сумел увеличить количество алмазного порошка па 59,5% за счет роста частиц алмазного порошка, имеющего первоначальные размеры каждой частицы в среднем 1 мкм.

Эти и некоторые другие работы зарубежных ученых, как и рассмотренные выше работы Б. В. Спицына, Б. В. Дерягина и др. советских ученых, доказали главное: можно обойти термодинамический запрет и выращивать алмазы на алмазных затравках без высокого давления, используя различные галогениды и углеводороды, а не графитовый углерод.

5.4. Рождение новой идеи.

Алмазы из карбонилов?

Идея использовать карбонилы металлов в качестве исходных углеродсодержащих веществ для синтеза алмаза при низких давлениях возникла случайно в лаборатории карбонильных материалов ГНИИХТЭОС.

В конце 60-х годов здесь проводился цикл исследований по получению металлических пленок и покрытий разложением карбонилов металлов Мх(СО)у в небольшом вакууме порядка 5—100 мм рт. ст. Серия опытов была посвящена поискам нижних температурных пределов процесса металлизации графита рением. Рений осаждался из газовой фазы разложением его карбонила на нагретой поверхности графита:

Re2(CO)10 — 2Re + 10СО.

По этой схеме вроде бы не должен был образовываться свободный углерод в виде сажи. Но это «вроде

бы». А на самом деле? На самом деле элементный анализ фиксировал наличие свободного углерода!

Неожиданность? Отнюдь. Неумолимые законы термодинамики предсказывали образование примесей сажи именно в этих условиях по другой реакции:

2СО = С + С02.

Имелась, правда, одна интересная особенность. Во всех случаях разложения карбонилов других металлов в низкотемпературной области термодинамика была благосклонна к образованию примесей-карбидов. Только в случае карбонила рения величина свободной энергии Гиббса реакций взаимодействия Re с СО и С02 имела положительный знак. Это означало, что термодинамика исключает образование карбидов рения! Получается лишь чистый углерод.

Какова в таком случае природа этой чистейшей сажи? А что если образующийся углерод имеет модификацию не графита, а алмаза? Тогда участники этой работы естественно, не знали о замечательных исследованиях школы Дерягина.

Процесс получения металлов из карбонилов проводился при температурах поверхности образца 800—900° С в небольшом вакууме. В этих условиях температура реакционного газа вблизи подложки находилась в пределах 300—400 °С и реакция разложения монооксида углерода шла действительно в направлении образования углерода, что было прямым следствием законов термодинамики: свободная энергия Гиббса имела отрицательный знак.

Но ведь, кроме монооксида углерода, источником элементного углерода может быть и карбонил Мх(СО)у. Карбонил металла диссоциирует не сразу:

Мх(СО)у — хМ - уСО,

а ступенчато, элиминируя один или несколько лигандов СО.

А что если резко поднять температуру разложения — дo 800—1500° С. Что произойдет? Очень просто — схему придется продолжить. Обычная реакция диспропорционирования монооксида углерода, приводящая к графит-

Страницы:    1  2  3  4  5  ...  17  18  19  20  21  ...  26  27  28  29  30   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

Статьи

Металлография
Карбонилы металлов и металлорганические соединения
Выращивание металла в газовой фазе
Различные аспекты газофазной металлизации
Тугоплавкие соединения редкоземельных металлов
Измерение толщины металлических покрытий
• Размерная стабильность титановых сплавов
• Повышение сопротивления микропластическим деформациям медных сплавов

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

Ч 15:48 Труба 219х8 09Г2С ГОСТ 10704

Ц 15:47 Полоса бронзовая БрАЖН 10-4-4 ГОСТ 18175-78.

Ц 15:47 Полоса бронзовая 125x185x480 БрАЖМц10-3-2 ГОСТ 18175-78.

Ц 15:47 Полоса бронзовая БрАЖ9-4 ГОСТ 18175-78.

Ц 15:47 Полоса нихромовая Х20Н80 ГОСТ 12766.5-90.

Ц 15:47 Свинец С1, С2

Ц 15:47 лом титана кусок и стружка

Ц 15:47 Монель, константан, копель алюмель, хромель.

Ч 15:47 Фланцы нержавеющие разных типов. Всегда в складе.

Ч 15:47 Трубы нержавеющие разных диаметров AISI 304 и 316.

Ч 15:45 Краны нержавеющие раных типов присоединения.

Т 15:45 Трубы 325 х 6, 8, 9 мм стальные

НОВОСТИ

20 Января 2017 17:12
Трубогибы с индукционным нагревом

22 Января 2017 08:15
”Энергомашспецсталь” заключила контракт на поставку крупной партии валков

22 Января 2017 07:32
”S&PGR” изменило прогноз ”Полюса” на ”позитивный” и подтвердило рейтинг на уровне ”ВВ-”

21 Января 2017 17:37
Выпуск стали на американских Великих озерах за неделю вырос на 0,7%

21 Января 2017 16:14
”РУСАЛ” рассматривает возможность продажи двух свердловских предприятий

21 Января 2017 15:10
Стоимость бразильского экспорта железной руды в декабре 2016 года выросла на 39%

НОВЫЕ СТАТЬИ

Дробильное оборудование для горно-шахтной отрасли

Востребованные быстровозводимые и каркасные металлоконструкции

Классификация современной строительной арматуры

Шнек для цемента от компании ТензоТехСервис

Современные микросхемы - основные виды

Мелкие крепежи для электромонтажных, сантехнических и строительных работ

Латунная труба и прокат в промышленности

Муфта и ниппель по ДТР

3 способа обустройства выносных балконов

Стабилизаторы напряжения и их особенности

Промышленное холодильное оборудование

Вентиляторные градирни и комплектующие для них

Электрические шкафы и комплектующие для них

Никелевая лента 79НМ

Разработка плана ликвидации аварий

Легкие каркасные металлоконструкции

Современные системы кондиционирования

Комплектующие и фурнитура для мебели

Обои для жилых и общественных помещений

Завод по производству металлоконструкций

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Компания "РДМ" предлагает металлопрокат.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2014 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.