Композиционные послойно-упрочнённые контейнеры для синтеза поликристаллов алмаза типа карбонадо

Abstract

В статье систематизированы основные требования к материалам контейнеров твёрдофазового аппара- та высокого давления (АВД) и критерии эффективности работы контейнеров АВД типа наковальня с лункой и тороидом (НЛТ). С целью устранения и приведения к минимуму недостатков контейнеров АВД при генерации высокого давления, которые обнаружены при исследовании работоспособности (надёжности) контейнеров, нами предложены композиционные послойно-упрочнённые контейнеры. В работе приведены результаты разработки двух типов предложенных контейнеров АВД типа НЛТ для синтеза сверхтвёрдых материалов, в частности поликристаллов алмаза типа карбонадо. В качестве основного материала для изготовления контейнеров использован состав из известняка (литографский камень), доломита, оксидов железа (Fe2O3), магния (MgO) и высокоглиноземистого портландцемента в соотношении 10:4:1:2:3 соответственно. Связкой служил водный раствор поливинилового спирта. Упрочнённые слои располагались в приповерхностных слоях и концентрично-серединной части кон- тейнера. Для упрочнения указанных слоёв контейнера дополнительно вводились Fe2O3, MgO и высо- коглиноземистый портландцемент. Выявлено, что наибольшее увеличение выхода продукта синтеза для контейнера упрочнённого приповерхностных слоях наблюдается при содержании Fe2O3, MgO, высокоглиноземистого портландцемента 5, 4, 6 в масс. % соответственно и составляет 23,8 %. А для контейнера упрочнённого концентрично-серединной части — 4, 3, 3 аналогично и увеличение выхода алмазов составляет 28,5 % по сравнению с синтезом алмаза в контейнерах без упрочнённых слоёв.