Экспериментальное изучение травления поверхности микрокристаллов синтетического алмаза в присутствии Cu и Fe при высоком давлении

УДК 548.5+549.211

  • Илья Андреевич Ишутин Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН (Новосибирск, Россия); Новосибирский государственный технический университет (Новосибирск, Россия)
  • Алексей Анатольевич Чепуров Институт геологии и минералогии СО РАН им В.С. Соболева (Новосибирск, Россия)
  • Егор Игоревич Жимулев Институт геологии и минералогии СО РАН им В.С. Соболева (Новосибирск, Россия)
Ключевые слова: алмаз, травление поверхности, частицы железа

Аннотация

Исследованы микрокристаллы синтетического алмаза, извлеченные из металл-алмазного композита. Композит на основе металлов Cu и Fe был получен спеканием при давлении 4 ГПа и температуре 1300 °С. Эксперименты проведены на аппарате высокого давления типа разрезная сфера «БАРС». Ячейка высокого давления изготавливалась из тугоплавких оксидов ZrO2, СаО и MgO с трубчатым графитовым нагревателем. В композите зерна алмаза находились в тесном контакте с соседними алмазами, а металлическая фаза заполняла межзерновое пространство между ними. Изучение кристаллов алмаза выявило появление на поверхностях граней алмаза новообразованных микро-морфологических структур в виде многочисленных каверн неправильной формы на гранях октаэдра, а также холмиков на гранях куба, морфологические элементы которых повторяют контуры грани алмаза. Таким образом, результаты работы свидетельствуют о происходивших процессах травления поверхности алмаза в ходе эксперимента, который связан с присутствием в составе композита металлического железа. Травление такого типа формирует микрошероховатый рельеф на поверхности кристаллов алмаза, что может рассматриваться в качестве дополнительного условия для улучшения связки металл-алмаз в композитах на основе меди. 

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Илья Андреевич Ишутин , Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН (Новосибирск, Россия); Новосибирский государственный технический университет (Новосибирск, Россия)

инженер-исследователь

Алексей Анатольевич Чепуров , Институт геологии и минералогии СО РАН им В.С. Соболева (Новосибирск, Россия)

доктор геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник

Егор Игоревич Жимулев , Институт геологии и минералогии СО РАН им В.С. Соболева (Новосибирск, Россия)

доктор геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник

Литература

Field E.J. The properties of natural and synthetic diamonds. London, 1992.

Kidalov S.V., Shakhov F.M. Thermal Conductivity of Diamond // Composites, Materials. 2009. V. 2.

Weber L., Tavangar R. Diamond-based Metal Matrix Composites for Thermal Management made by Liquid Metal Infiltration-Potential and Limits // Advanced Materials Research. 2009. V. 59.

Yoshida K., Morigami H. Thermal properties of diamond/ copper composite material // Microelectronics Reliability. 2004. V. 44.

Екимов Е.А., Суетин Н.В., Попович А.Ф., Ральченко В.Г., Громницкая Е.Л., Моденов В.П. Влияние микроструктуры и размера зерна на теплопроводность алмазных композитов, полученных при высоких давлениях // Неорганические материалы. 2008. Т. 44. № 3.

Екимов Е.А., Зотеев А., Боровиков Н.Ф. Спекание наночастиц алмаза в присутствии кобальта // Неорганические материалы. 2009. Т. 45. № 5.

Ekimov E.A., Ralchenko V., Popovich A. Synthesis of superconducting boron-doped diamond compacts with high elastic moduli and thermal stability // Diamond and related materials. 2014. V. 50.

Malinovsky I.Y., Shurin Ya.I., Ran E.N., Godovikov A.A., Kalinin A.A., Doroshev A.M. A New Type of “Split Sphere” Apparatus. DELP International Symposium-Second Japan — USSR Symposium, Misasa, Japan, 1989.

Tomilenko A.A., Chepurov A.I., Sonin V.M., Bul’bak T.A., Zhimulev E.I., Chepurov A.A., Timina T.Yu., Pokhilenko N.P. The synthesis of methane and heavier hydrocarbons in the system graphite-iron-serpentine at 2 and 4 GPa and 1200 °C. High Temperatures-High Pressures. 2015. V. 44. № 6.

Kennedy C.S., Kennedy G.C. The equilibrium boundary between graphite and diamond // J. of Geophysical Res. 1976. V. 81(14).

Tonkov E.Yu., Ponyatovsky E.G. Phase transformations of elements under high pressure // CRC Press. 2004.

Sonin V.M., Chepurov A.I., Fedorov I.I. The action of iron particles at catalyzed hydrogenation of {100} and {110} faces of synthetic diamond // Diamond and Related Materials. 2003. V. 12.

Опубликован
2020-03-06
Как цитировать
1. Ишутин И. А., Чепуров А. А., Жимулев Е. И. Экспериментальное изучение травления поверхности микрокристаллов синтетического алмаза в присутствии Cu и Fe при высоком давлении // Известия Алтайского государственного университета, 2020. № 1(111). С. 18-21. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%291-02.