Синтетические Алмазы

Бизнес - Синтетические Алмазы - Научное объяснение как синтетические алмазы изготавливаются

Dikarka | Просмотров: 911



Синтетические алмазы-теперь это реальность. В результате кропотливых исследований, распространено более чем пятьдесят лет, они практически соответствуют природных алмазов по качеству. Процессы, разработанные, чтобы произвести эти красивейшие синтетические драгоценные камни являются чудом передовых исследований в области химии, машиностроения, дизайна и технологий. Создание синтетических алмазов была цель технологов по всему миру, начиная с возрастов. Чтобы создать что-то настолько непревзойденный по красоте и совершенству, как алмаз, было очень сложной задачей. Почему люди думали, что это было возможно, был тот факт, что алмаз является, по сути, огромный чистый кристаллический углерод, с какими-то примесями. Это красивый массив из ковалентно-связанных атомов углерода, расположенных в особой неповторимой манере.

В физике твердого тела жаргон, структура алмаза представляет собой модифицированную гранецентрированных кубических (ГЦК), с уникальной укладки слоев атомов углерода. Такое расположение делает алмаз, самый жесткий известных твердых, лучшим проводником тепла, и придает ему прозрачность, а также оптические свойства дисперсии.

Красота вещь по сути заключается в его простоте и элегантности. Кроме того, как сказал Леонардо да Винчи, простота и изысканность. Таким образом, достижение этой простой расположение атомов углерода для создания искусственных алмазов, требует максимальной сложности в технологии.

Натуральной формах в огненную пропасть, в чреве Земли, в 190 км 140 км ниже поверхности планеты, где давление составляет порядка миллиардов паскалей и температуре свыше 3000° по Цельсию. Для новичков, 1 Паскаль-это давление 1 Н/м2. Нормальное атмосферное давление составляет около 100 тысяч паскалей. Поэтому, чтобы достичь давления, которое в десять тысяч раз при атмосферном давлении и температуре порядка 3000° по Цельсию, чтобы создать простое расположение атомов углерода, что это алмаз.

Причиной того, что структуру алмаза берет столько энергии, чтобы сформировать, может быть, что большое стабильной структурой соединения углерода, образуется при более низких температурах, нужно разбить и преодолеть, прежде чем бриллиант форма.

Это занимает больше энергии, чтобы создавать и поддерживать порядок, чем беспорядок. Это процесс большие и тонкие энергетические изменения, которые должны точно место каждый атом на своем месте в кристаллической, с их конкретными склеивания.

Кристалл растет из семени. Семя-это небольшой кристалл, который выступает в качестве шаблона, из которого весь кристалл принимает форму, как циклическое повторение строение семян. Это медленный и постепенный процесс, который занимает много времени. Это свойство используется в создании синтетических алмазов.

Многие ученые по всему миру, финансируется за счет частных промышленников, работали круглосуточно, чтобы воссоздать высокого давления и высокой температуры окружающей среды природных алмазов образования, что могли выковать искусственных или синтетических алмазов.

Наконец, в 1954 году, первая успешная и проверенная продукция из синтетических алмазов был достигнут группой Трэйси зале на Генеральной электрической компании, используя метод пресс-пояс. Это классифицируется как высокая температура и метод высокого давления (ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ) теперь. После первоначального успеха, были изобретены множество модификаций и других альтернативных процессов. В основном они классифицируются в широком смысле на две категории. Одним из них является 'высокого давления, Тип высокой температуры', второй - 'Тип химического парофазного осаждения, и, наконец, недавно разработанный метод 'взрывного'. Давайте кратко рассмотрим эти методы синтеза.

Высокая Температура, Высокое Давление Метод
Этот метод в принципе является сжатие или сдавливание образца углерода с тяжелыми наковальнями и отопление одновременно. Образец помещают в мягкой прочной оболочкой из материалов, таких как пирофиллит, что выступает в качестве передающей давление среды.

Образец может быть расплавлен графит, смешанные с другими металлами, как железо, никель или кобальт, которые работают как катализаторы. Три метода в данной категории отличаются тем, что они выжимают образца углерода. Различные геометрические узоры экспериментировал с. Первый используемого зале была пара два тяжелых наковален, размещенных на верхней части друг с другом, с образцом между ними и сжимается вместе с расположение ремня. Наковальни также электроды, через которые ток высокого напряжения передается для нагрева образца до требуемой температуры. Это называется метод печати пояс.

Другие два являются вариациями процесса поясом с еще более наковальни. Первый-это кубический пресс, а название означает это расположение кубический наковальни с одним наковальню нажимая на каждой из шести граней Куба. Он может доставить большее давление на большую площадь. В целом, это обеспечивает большее давление, чем давление пояса. Эти машины добились давлении, превышающем 18 миллиардов Паскалей или 18 гПа и температуре свыше 2400oCelsius.

Третий метод, разработанный россиянами, вызову трех. Это называется "БАРС", который является краткой формой для разделения сферы фраза в России. Как следует из названия, машина состоит из огромного металлического разделить сферу на восемь частей, каждый из которых работает как наковальня нажав на сжимаемых квадратная коробка, содержащая углеродным сырьем для сжатого. Вся сфера вставляется в другой концентрические сферы, заполненной маслом и нагревают, чтобы достичь высоких температурах. Синтетические алмазы до 25 карат или 5 ГМ в весе, были произведены этими методами.

Химическое Осаждение
Эта технология использует совершенно иной принцип для создания синтетических алмазов. Он работает на очень низком давлении, по сравнению с другими процессами. Процесс состоит из нагрева 1:99 коэффициент смеси углеводородов, водорода в корпусе, который также содержит нагретую подложку. Отопительный прибор также помещается внутрь для ионизации газовой смеси. Ионы углерода оседают на разогретую, алмазный порошок натирают цель, формируя алмазным напылением. Водород выступает в качестве агента очистки, склеивания со всеми неалмазного ионов углерода. Преимуществом этого процесса является большая площадь поверхности, которая может быть покрыта за один раз, и это недорого по сравнению. Он не может быть использован для коммерческого производства, но также служит в исследования синтеза цели. Однако, этот метод имеет много проблем примеси.

Детонационного Синтеза
В этом методе, специально изготовленных углеводородного взрывчатка сдетонировала внутри корпуса. Это создает колоссальные объемы внутреннего давления и тепла, что создает очень малых, нанометровых размеров кристаллов алмаза, которые могут быть использованы в много промышленных применений.

Синтетические алмазы используются в основном в промышленных применениях, и они медленно, делая набеги на ювелирном рынке. Эти методы массового производства сделали бриллианты коммерчески доступные для электронного и машинного инструмента. Некогда алхимик-как мечта о создании алмазов теперь реальность.


Комментарии


Ваше имя:

Комментарий:

ответьте цифрой: дeвять + пять =