Влияние условий ударного сжатия на превращения графита в лонсдейлит и алмаз

Курдюмов, А. В.; Бритун, В. Ф.; Ярош, В. В.; Даниленко, А. И.; Зелявский, В. Б.

Исследованы фазовые превращения графита в плотные модификации углерода при ударном сжатии в цилиндрических ампулах сохранения (руд = 20 - 36 ГПа, Туд = 1800 - 3500 К). Установлены зависимости выхода лонсдейлита и алмаза от условий сжатия. Полученные результаты проанализированы с учетом механизмов образования плотных фаз, а также особенностей их ударно-волнового синтеза.Исследован синтез SiC из элементов в условиях ударного сжатия порошковых смесей кремния и сажи. Ударно-волновую обработку смесей проводили в цилиндрических ампулах сохранения, а ударную волну генерировали метанием внешней оболочки. Исследованы зависимости степени взаимодействия Si с C и SiC от состава исходной шихты и ее плотности. Рассчитаны тепловые эффекты ударного сжатия и экзотермической реакции кремния с углеродом, а также температура ударно-волнового синтеза. Оценка выполнена с учетом зависимости параметров плавления кремния и энтальпии образования SiC от давления. Установлено, что плавление кремния при ударном сжатии сопровождается коалесценцией частиц Si, которая замедляет взаимодействие Si c C и уменьшает выход SiC при высоких концентрациях Si в смеси. Найдены оптимальные параметры смеси, при которых достигается максимальный выход карбида кремния.Исследована зависимость выхода кубической фазы <$Egamma - roman {Si sub 3 N sub 4 }> от давления и температуры ударного сжатия, а также от вида исходной модификации (<$Ealpha> или <$Ebeta>). Давление и температура зависели от мощности использованного взрывчатого вещества и схемы ударно-волнового нагружения, содержания KCl в шихте и ее плотности. Выход <$Egamma>-фазы определяли с помощью метода количественного рентгенофазового анализа с использованием рассчитанных значений интенсивности линий от каждой из фаз. Установлены оптимальные условия ударного сжатия, при которых достигается максимальный выход кубической фазы (в рамках применения того или иного взрывчатого вещества). Сделан вывод о диффузионном механизме образования кубической фазы из гексагональных модификаций и о метастабильности <$Ealpha>-фазы.


	Наукова періодика України		Надтверді матеріали