|
Такой способ до наших дней является основным в промышленности. Несмотря на кажущуюся простоту, он требует дорогостоящего оборудования, и получаемые алмазы почти не уступают в цене природным техническим. В начале 60-х годов советские ученые Б.Дерягин и Б.Спицын и, независимо, В.Эверсол (США) предложили принципиально новый способ синтеза, не требующий огромных давлений. Суть его в том, что углеродсодержащий газ (обычный метан) в смеси с водородом и кислородом разлагают при атмосферном или пониженном давлении, и атомы углерода осаждаются на поверхности мелких затравочных кристаллов алмаза, которые играют роль программы, вынуждающей атомы принимать структуру алмаза. Этим способом получают мелкие алмазы и поликристаллические пленки. Однако, он имеет низкую скорость синтеза и требуют использования затравочных кристаллов алмаза. В 1961 году американские исследователи П.Де-Карли и Дж.Джеймисон впервые сумели осуществить прямое превращение графита в алмаз. Вместо дорогостоящей аппаратуры исследователи использовали мощное взрывчатое вещество, одновременно являющееся источником тепла и еще больших, чем при каталитическом способе, давлений (см. рис.27). Графит в течение одной микросекунды сжимался ударной волной до 300000 атмосфер и нагревался до 1200°C; образовывались очень мелкие кристаллики алмазов. Несмотря на простоту и дешевизну, этот способ все еще не получил распространения. Видимо, причиной тому является обратное превращение алмаза в графит при уменьшении давления. Его можно предотвратить, если образовавшиеся алмазы очень быстро охлаждать сразу после прохождения ударной волны, но осуществить это в условиях взрывной камеры крайне сложно. С начала 70-х годов развивается еще одно направление синтеза, основанное на прямом переходе графит-алмаз. Ускоритель в глубоком вакууме бомбардирует мишень высокоэнергетическими ионами углерода. В каждой точке столкновения с мишенью возникают местные давления в сотни тысяч атмосфер и температуры в несколько тысяч градусов: атомы углерода кристаллизуются в виде алмазной пленки толщиной в десятки нанометров. Какое же направление выбрать? Можно попытаться создать более простое оборудование для синтеза. Но значительно интересней найти новое направление! Обсудив ситуацию, мы уточнили творческую Цель - разработать новый способ и простое устройство для синтеза алмазов. Но не завиральная ли это идея?! Возможно ли это? Существуют ли какие-либо "дыры" в теории и практике синтеза алмазов, которые бы помогли найти новое направление синтеза? И мы начали тщательно сравнивать физико-химические условия синтеза известных способов с общепринятой теорией образования природных алмазов, согласно которой алмазы образуются в верхней мантии Земли на глубинах в несколько сотен километров под действием огромных давлений и температур. Никакого противоречия пока нет! — 51 —
|