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 -> Различные аспекты газофазной металлизации

Различные аспекты газофазной металлизации

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  ...  14  15  16  ...  18  19  20  ...  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-

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  ...  14  15  16  ...  18  19  20  ...  28  29  30 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2011.09.02   

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

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

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

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

10:40 Шкив тормозной

07:33 Трубы нужного Вам размера со склада в наличии.

15:43 Арматура А500С d 6-28 мм

10:58 Дизель генератор АД 200, ДЭУ 200, ДГУ 200

10:58 Сварочные аппараты АДД ПР2х2502, стационарный,шасс

10:38 Калибровка круг Ст35 Д4-60мм

10:37 Пруток калиброванный Ст20 Д4-60мм

10:37 Пруток горячекатаный Ст20 Д 10-300мм

09:57 Уголок г/к 50х50х5 из стали AISI 316 L

08:44 Сварочные агрегаты АДД 2х2502, АДД 2х2502 П, АДД 2х2502 ПВГ

НОВОСТИ

22 Июля 2017 17:51
Перевозка лопастей ветрогенератора

16 Июля 2017 17:19
Гейтсхедский мост тысячелетия (25 фото, 1 видео)

23 Июля 2017 15:10
”Росгеология” продолжит доизучение Акбулакской площади в Оренбургской области

23 Июля 2017 14:45
”ВСМПО-АВИСМА” договорилась о новом контракте с ”Airbus”

23 Июля 2017 13:32
”Kumba Iron Ore” во 2-м квартале 2017 года нарастила добычу железной руды в ЮАР на 38%

23 Июля 2017 12:19
”Разрез Кийзасский”: итоги первого полугодия 2017 года

23 Июля 2017 11:04
АО ”МТП Усть-Луга” за полгода нарастило первалку угля и кокса на 45%

НОВЫЕ СТАТЬИ

Пилы по металлу - особенности полотен

Cтиральные машины - основные аспекты выбора

Сверление – особенности процесса

Особенности емкостей и баков отопительных систем в промышленности

Кованые конструкции для благоустойства участка

Вилочные погрузчики для складов и производств

Металлические сейфы для хранения ценностей

Основные параметры и особенности использования стабилизаторов напряжения

Использование алюминиевого профиля в мебельной промышленности

Основные аспекты применения защитных тентов

Выбор современных водосточных систем и их особенности

Дроны и квадракоптеры в промышленности

Насосы шестеренные для перекачивания вязких сред

Электрические котлы для отопления дома - особенности выбора

Ремонт производственных помещений

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

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

Компания "Русский металл" предлагает металлопрокат.

Рейтинг@Mail.ru

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

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.