Перейти к содержанию

Главное меню:

Новости

Где купить объективы на айфон.

Купил себе пятый айфон и решил приобрести к нему Набор объективов TEOG 3 в 1. Долго искал и наконец-таки нашел подходящий сайт с адекватными ценами. Доставили быстро, что не может не радовать. В комплекте

Как сделать электроудочку своими руками видео
Я завжди мріяв про свою особисту квартиру, в якій я міг би жити не думаючи про те, що скоро знову доведеться платити орендну плату. І так вийшло, що мені пощастило заробити досить велику суму грошей,

Купить товары для строительства и ремонта
Товары для строительства и ремонта производства России: каталог 2018, прямая продажа изготовителем. Ассортимент6020. Доставка по РФ, производство на экспорт. Купите оптом без посредников, закажите прайс-лист

Выезд мастера на дом
Я ездила только к одной клиентке, только за такси туда-обратно брала. И было чего ездить: три наращивания-коррекции ногтей и три наращивания-коррекции ресниц. Приглашала меня мама, для себя , дочки и

Дизайн проект интерьера квартиры
Любой ремонт необходимо начинать с создания дизайн-проекта. Уже давно прошли те времена, когда люди сначала приступали к ремонту, а лишь потом задумывались о расстановке мебели и оформлении квартиры.

Цены на ремонт квартир
Кто знает, как сэкономить, планируя ремонт квартир в Санкт-Петербурге под ключ, цены чтобы были по силам, а новая отделка по душе. Подскажем! Надо приглашать хорошую компанию! Даже лучший частный мастер

Где заказать мебель на кухню в Киеве
Естественно, каждый современный человек мечтает жить в максимально уютных и комфортных для него условиях. Поэтому, старается обустроить в своём доме каждое помещение должным образом. Особенное внимание

Купить стулья для дома
Сами по себе стулья не являются ключевыми при выборе способа меблировки квартиры или дома. Но без них любое помещение будет выглядеть голым, пусть остальная мебель и стоит на своих местах. Красивые купить

Люстры для кухни интернет магазин недорого
Очень много работаю за компьютером, начало портиться зрение. Решила приобрести настольную лампу. Нашла этот сайт, где продаются люстры для кухни интернет магазин недорого, со мной в течение часа связался


Функции генподрядчика | генеральное проектирование | генподряд | субподряд

Строительство

Строительная компания ООО "Ландорра" (г. Донецк) -
Функции генподрядчика

Наука, техніка і штучний алмаз





Синтетичний алмаз - науці і техніці. З кожним роком все тісніше переплітаються ці поняття - зростає внесок науки і техніки в історію алмаза, відкриваються нові перспективи використання цього чудо-кристала в різних їх областях. Ви вже прочитали про робітників і дослідницьких професіях "короля мінералів", познайомилися з продовженням його історії, яку створили люди, синтезувавши цей кристал; тепер вам залишається дізнатися про те нове, що дає науці і техніці штучний алмаз.

З винаходом і впровадженням в практику методів вирощування алмазу значно зріс обсяг його застосування в техніці. При цьому синтетичні алмази все наполегливіше витісняють технічні природні ... Так, якщо в 1962 р в СРСР вагова кількість використаних природних технічних алмазів дорівнювало ваговій кількості синтетичних, то в 1971 р частка штучних алмазів склала вже 85%. І вона постійно зростає - адже сучасні великі машинобудівні заводи щорічно споживають сотні тисяч каратів алмазів у виробах сотень найменувань. Зростанню частки синтетичних алмазів сприяє в значній мірі менша їх вартість. Наприклад, в світі (без СРСР) синтетичні алмази складають по вазі близько 80% всіх алмазів, тоді як їх вартість виражається в 25-30% від загальної вартості всіх алмазів.

Останнім часом сильно зросли вимоги, які пред'являються до різних технологічних процесів і операцій, зокрема до якості обробки поверхні того чи іншого матеріалу. Як відомо, чим нижче виступи на обробленої поверхні, тим вище клас її чистоти. Умовно розрізняють 14 класів чистоти поверхні, причому вищий з них характеризується величиною виступів не більше 0,1 мк. Використовуються зараз методи обробки, скажімо, металу передбачають досягнення найвищої чистоти поверхні після перших же операцій. Так, відразу ж після різання бажано отримати поверхню, яка не потребує подальшої шліфування та полірування. Це можна зробити інструментом на основі штучного алмазу.

Однак, перш ніж виготовити алмазний інструмент, треба твердо знати, який саме алмаз необхідний. Синтетичні алмази, як і природні, використовуються здебільшого у вигляді порошків. Кожен порошок має свою характеристику, яку розробляє для нього Державний стандарт СРСР (ГОСТ). За чинним нині ГОСТу алмазні порошки діляться на дві групи - шліфпорошкі і мікропорошки. Можна вважати (груба результати), що до першої відносяться алмазні порошки з розміром частинок, великим 60 мк, до другої - з розміром частинок, меншим 60 мк.

Крупність алмазного порошку грає важливу роль в його практичному застосуванні. Якщо алмазний порошок використовують для отримання гладких поверхонь, то він повинен бути дуже дрібним. При грубої абразивної обробки придатні більш грубозернисті алмазні порошки.

В даний час з синтетичних алмазів готують кілька марок алмазних шлифпорошков.

Алмази марки АСО синтезуються при такому режимі, який забезпечує наперед задані крихкість, міцність і розвинену поверхню. Вони призначені для виготовлення інструменту на органічній зв'язці, що застосовується при чистових і доводочних операціях. Підвищена крихкість порошків АСО вже при незначному затуплении зерна призводить до утворення нових різальних крайок, т. Е. До свого роду самозатачіванію. "Самозагострювальне" інструмент забезпечує низьке зусилля різання і низьку температуру шліфування.

Алмази АСР міцніше АСО приблизно в 2 рази і менш крихкі. З них роблять інструменти на керамічних і металевих зв'язках.

Алмази АСВ володіють ще більшою міцністю і використовуються в інструменті, що працює при підвищених навантаженнях.

Алмази АСК по своїй крихкості і міцності ідентичні природним алмазам, мають хорошу огранювання. Вони випускаються розміром до 500 мк. Інструмент з такими алмазами використовується в особливо важких умовах, наприклад при різанні і обробці природного каменю та залізобетону.

Алмази марки АСС характерні мінімальної крихкістю і найвищої міцністю, що перевершує навіть міцність природних алмазів. Їх випускають розміром до 630 мк. Поряд з природними алмазами вони служать в буровому інструменті, для виправлення шліфувальних кіл, при різанні корунду і самого алмазу. Зазвичай алмази АСС - прозорі добре ограновані монокристали.

З алмазних порошків марки АСМ і АСН готують суспензії, пасти. Вони можуть використовуватися в інструменті. На основі мікропорошків гальванічним шляхом роблять дуже тонкі відрізні круги для мікрорадіоелектронікі. Алмазні мікропорошки при обробці дають найвищі класи чистоти, що дуже важливо для мікрорадіоелектронікі, оптики, в виготовленні дзеркал оптичних квантових генераторів - лазерів.

Алмазні порошки сортують на вузькі фракції за розміром зерен. Шліфпорошкі поділяють за допомогою сит, а мікропорошки - за допомогою центрифуг. Наприклад, позначення АСС 630/500 означає, що це алмази марки АСС, в яких переважний розмір зерен становить від 500 до 630 мк; АСМ 2/1 - що це алмазний мікропорошок з переважаючим розміром зерен від 1 до 2 км і т. Д. У зв'язку з завданнями нової техніки зараз освоюються нові зернистості дрібних порошків алмазу - так звані Субмікропорошки. Отримують порошки з розмірами частинок до 0,7; 0,5; 0,3 і навіть до 0,1 мк!

Це означає, що основний розмір часток в такому Субмікропорошки не повинен перевищувати 1000 ангстремів.

Вимоги до мікропорошки, і особливо до Субмікропорошки, незрівнянно вище, ніж до великих алмазним шліфпорошкі. Дійсно, все одне велике зерно алмаза, що потрапило в субмікропорошок, може звести всі його чудові якості до нуля. Адже дрібні порошки призначені для остаточної, суперфінішне обробки відповідальних деталей - шорсткості поверхні при цьому вимірюються частками мікрона. І раптом на цій поверхні контролер бачить яскраві глибокі ризики, залишені там єдиним зерном, яке не зрозуміло яким шляхом потрапила в порошок. Праця великого числа людей протягом багатьох діб пропадає.

Не треба думати, що чим більше алмазний порошок, тим він дорожчий. Це зовсім не так, вірніше, так тільки до певної зернистості. Однак найдрібніші мікропорошки коштують дорожче, ніж великі, а Субмікропорошки йдуть в однаковій ціні з найбільшими синтетичними алмазами (зрозуміло, в перерахунку не на одне зерно, а на один карат).

Це викликано труднощами усунення, наприклад, за допомогою центрифуг частинок, що перевищують певний розмір.

Основними споживачами алмазів є не тільки машинобудування (верстатобудування, літакобудування, суднобудування), але і геологія, де віддача від одного карата застосовуваного алмаза при бурінні особливо велика. В геології та інших галузях отримали визнання полікристалічні алмазні матеріали. Причому алмазні компакти (в коронках, в олівцях для виправлення абразивних кіл та ін.) Бажано виготовляти шляхом спікання великих порошків - від 10 мк і вище. При цьому краще використовувати ретельно перемішану суміш великої і дрібної фракцій порошку, щоб дрібні частинки заповнили проміжки між великими. А для абразивної обробки різців, які працюють в основному на стиск, доцільно брати дрібні фракції алмазних порошків - з розмірами частинок аж до 0,1 мк. Тим самим досягаються найвищі класи оброблюваної поверхні.

Саме широке застосування алмазні порошки отримали в колах для обробки металів. Тут особливо великий ефект дало введення поверхнево-активних металів в порошки, запропоноване Е. Д. Щукіним і В. Н. Перцовим. При цьому процес шліфування прискорюється, а термін працездатності шліфувальних кругів подовжується. Тут проявляється відкритий академіком П. А. Ребиндером ефект полегшення руйнування твердих тіл (в даному випадку поверхні, що шліфується) під впливом адсорбаціі поверхнево-активних молекул.

Зрозуміло, застосування алмазного інструменту вимагає відповідних сучасних механізмів. Безглуздо ставити алмазний різець на розбитий, розхлябаний токарний верстат. Застосування алмазів вимагає загального високого рівня виробництва. З іншого боку, високоточні і високопродуктивні верстати вимагають інструменту з надтвердих матеріалів саме для того, щоб забезпечити високу точність і велику продуктивність. Чи не зупиняти ж верстат або автоматичну лінію кожні п'ять хвилин для заміни зношеного інструменту.

Не можна не розповісти ще про один важливий застосуванні алмазів. На початку книги ми вже говорили про ковадлах П. Бріджмена, піонера в дослідженні високих тисків. Саме розроблене ним пристрій дозволило вперше досягти високого тиску. Сам синтетичний алмаз є багато в чому дітищем техніки високих тисків. Виявляється, що і алмаз може дати багато для розвитку цієї техніки. Такий взаємозв'язок, зворотний зв'язок, взагалі характерна для бурхливо розвивається науки нашого часу, для епохи науково-технічної революції.

У 1959 р було запропоновано замінити виготовлені з твердого сплаву ковадла ковадлами алмазними. Перший такий прилад складався практично з двох діамантових корпусів, вершини яких були зрізані. За цим площинах алмази системою важелів і пружин притискалися один до одного. Розрахунки показували, що на майданчику контакту між стисливими алмазами можуть бути досягнуті тиску, що перевищують мільйон атмосфер.

Установки з алмазними ковадлами були досить простими і удосконалюються понині. Однак з самого початку постало питання про визначення справжніх тисків, одержуваних при цьому, т. Е. Про градуировке. Ця частина завдання була вирішена в 1972 р, коли для вимірювання тиску було використано зміна спектра поглинання рубіна. При підвищенні тиску одна з ліній спектра рубіна закономірно зміщується. Цей зсув можна легко виміряти сучасними приладами - спектрографами і тим самим визначити тиск. Тому поряд з досліджуваними матеріалами між алмазними ковадлами поміщають маленький шматочок рубіна. Чи не правда, цікаво поєднання алмазу і рубіна, особливо якщо врахувати, що для електричних контактів при переході в металевий стан часто використовують золото і платину.

Природно, що отримання надвисоких тисків не самоціль. Перш за все з'являється можливість досліджувати стан різних речовин при високому тиску. А це питання давно надзвичайно цікавить вчених, що займаються нашою Землею. Адже недарма часом нарікають, що про зірок ми знаємо більше, ніж про будову тієї планети, на якій живемо. За сучасними уявленнями Земля складається з кори, мантії і ядра. Тиск на кордоні кора-мантія (глибина в середньому 100 км) становить 10 тис. Ат, на кордоні мантія-ядро (глибина 3000 км) - близько 1,5 млн. Ат, а в центрі Землі воно досягає 35 млн. Ат. Застосування алмазних наковален дає вченим потужний засіб для вивчення в першу чергу властивостей речовин, що знаходяться в мантії.

Методи надвисоких тисків можуть бути застосовані і для вирішення більш звичних завдань, наприклад для дослідження зміни швидкості радіоактивного розпаду при підвищенні тиску, для вивчення властивостей рідини і мастил. У сучасних машинах мастило знаходиться під дією дуже великих тисків і може виникнути явище схоплювання, коли мастило вже такою не є, т. Е. Не полегшує ковзання тертьових деталей. Раніше вважалося, що явище схоплювання пов'язано з утворенням в рідині великих склоподібних частинок. Дослідження за допомогою алмазних наковален дозволили зробити висновок про те, що в тонких шарах рідин можливе утворення біля поверхні дуже вузький плівки, що і ускладнює рух деталей, що труться машин відносно один одного.

Однак основна фундаментальна задача використання надвисоких тисків, що досягаються за допомогою алмазу, полягає в надпровідності. При певній для кожного провідника температурі його опір електричному струму падає до нуля. Це явище відкрито в 1911 р Каммерлінг-Оннесом. У кільці з надпровідника постійний електричний струм не загасає дуже довго, оскільки електричний опір надпровідника, по крайней мере, в 1017 разів менше електричного опору цього ж провідника при кімнатній температурі. Щоб уявити собі цю частину, потрібно одиницю розділити на іншу одиницю з сімнадцятьма нулями, т. Е. Практично це нуль.

Слід зазначити, що надпровідність, на жаль, досягається при дуже низьких температурах, що не перевищують двох десятків градусів вище абсолютного нуля, що вимагає застосування для охолодження провідників рідкого гелію. Створення надпровідників, здатних працювати при високих температурах, - мрія вчених. Важко уявити собі те величезне значення, яке мало б створення надпровідника, здатного працювати при високих температурах. Адже це передача практично без втрат енергії на великі відстані (а зараз значна частина енергії в лініях електропередачі витрачається на подолання опору), надпотужні магніти і т. Д. Тому дослідження по надпровідності широко ведуться в усьому світі.

Речовини при додатку до них високого тиску переходять в металевий стан. У 1968 р було зазначено на можливість того, що металевий водень може з'явитися сверхпроводником майже при кімнатній температурі. Це повідомлення викликало лавину робіт з отримання металевого водню. У Радянському Союзі ці роботи розвиваються в Інституті фізики високих тисків Академії наук СРСР. У 1972 р вчені цього інституту повідомили про отримання переходу водню в металевий стан при тиску 1 млн. Ат з використанням ковадла з синтетичного алмазу. Зараз чергове завдання в цій галузі зводиться до того, щоб з'ясувати можливість збереження водню в металевому стані після зняття тиску, т. Е. В звичайних умовах.

Не можна не сказати про переведення в металевий стан ксенону - інертного газу. Лише в 1961 році вдалося отримати перше з'єднання ксенону з фтором. Нещодавно вчені Інституту фізики високих тисків під керівництвом Є. М. Яковлєва не тільки перевели ксенон в металевий стан, але і при температурі лише на 7 ° вище абсолютного нуля отримали його в надпровідного стану. Для цього треба було тиск в 500 тис. Ат, яке було отримано в спеціальній камері з полікристалічного алмаза.

Наука і техніка - алмазу. Сучасна наука і техніка роблять дуже багато для того, щоб алмаз міг яскравіше проявити свої унікальні властивості. Подивіться, як на всьому шляху алмаза - від його зародження до появи на робочому місці - допомагають йому, формують і "одягають" його всемогутні наука і техніка!

Алмаз багато в чому покликаний замінити Широко застосовується тверді сплави на основі карбіду вольфраму, в тому числі і знаменитий переможе. Але при самому народженні алмазу йому служать твердосплавні матриці, між якими і відбувається синтез.

Для створення необхідного в процесі синтезу тиску потрібні наймогутніші преси, які є втіленням самих передових ідей науки і техніки, реалізацією високого рівня майстерності працівників промисловості. Саме такий прес, діючий в Інституті фізики високих тисків АН СРСР. Цей прес унікальний за своїми розмірами і можливостями. Він розвиває зусилля в 50 тис. Т, "працює" в окремій будівлі, а для його доставки потрібен спеціальний поїзд.

Після синтезу алмаз знаходиться в суміші з металом і не прореагували графітом. Від них його очищають зазвичай різними сумішами кислот, піддаючи продукт синтезу їх багаторазового впливу. Одержаний в результаті алмазний порошок класифікують.

З різних марок алмаза роблять різноманітні інструменти. Для закріплення в них алмазу використовують різні типи зв'язок.

Дуже важливо кріплення алмазів в буровому інструменті, на виготовлення якого йдуть найдорожчі і великі кристали. Адже при бурінні особливо необхідно, щоб інструмент працював якомога довше. Алмази для кращого зчеплення з металом коронки або долота попередньо металлизируют - покривають тонким шаром металу. Перед металізацією їх піддають операції ова-зації: всі грані кристалів округлюють, надаючи їм овальну форму. Звичайно, багато алмаза при цьому втрачається, дробиться, але овалізованние алмази працюють краще, ніж вихідні: у них немає виступів, через які алмаз часом і вискакує зі свого гнізда в інструменті.

Для дослідження алмазів застосовуються найпотужніші сучасні методи: рентгеноструктурного аналізу, електронно-парамагнітного резонансу, інфрачервоної спектроскопії, скануючої і просвічує електронної мікроскопії та ін.

Історія того, як спочатку з'ясували хімічну природу алмазу, потім його структуру, потім отримали синтетичні алмази при високому тиску, а в подальшому розробили спосіб нарощування і вирощування алмазів з газу, вельми повчальна. Вона показує могутність науки (зокрема, хімії та фізики), що дозволила створити процеси і матеріали, про які в минулому столітті не могли навіть мріяти. Однак це стало можливим далеко не відразу, а тільки після того, як був побудований міцний науковий фундамент.

Фундаментом, який дозволив дізнатися про склад алмаза, стали основи хімії. Отроеніе алмазу з'ясувалося після розробки методів досліджень, що використовують діффракціі рентгенівських променів в кристалах. Методи синтезу при високому тиску базуються на досягненнях теорії про равновесиях і перетвореннях фаз. Методи синтезу в області метастабильности алмазу побудовані на вченні про механізм утворення нової фази. Методи та прилади для оцінки крупності зерен порошку засновані на застосуванні кінетичної теорії газів і їх фільтрації через пористі тіла.

Всі перераховані фундаментальні наукові розробки отримали практичне застосування при вирішенні безлічі проблем, які пов'язані з алмазом, але. безсумнівно будуть і далі використовуватися для удосконалення методів його синтезу і вивчення. Безсумнівно також, що для подальшого становлення наших знань про алмаз знадобляться і інші області науки, як вже розроблені, так і нові, які будуть створені в майбутньому.

Все це наочно і переконливо показує найбільшу цінність так званих фундаментальних наукових досліджень, що дозволяють охопити і поставити на службу людині широкі області явища природи. У свою чергу, досягаються при цьому практичні результати часто приносять користь і розвитку самої науки.

Історія алмазу зайвий раз свідчить про невичерпність природи і нескінченності процесу пізнання. Ми дізналися про алмаз багато і навіть виготовили його, але разом з тим ще дуже недостатньо вивчили цей мінерал. Наприклад, як і раніше повні загадок властивості полікристалічних надтвердих матеріалів на його основі, не ясні особливості їх структури та механізму спікання. Цілком ймовірно, що на кордонах зерен при додатку високого тиску утворюються структури, відмінні від відомих нині. Тому розкриття явищ, що відбуваються при спіканні алмазу і нітриду бору, вчені приділяють багато сил і уваги.

На прикладі досліджень по синтезу алмазу, будь то при високому тиску або при газофазной кристалізації, особливо яскраво простежується зв'язок різних наукових шкіл і напрямків. Вивчення механізму утворення алмазів в природі стимулює постановку нових експериментів в лабораторіях. І навпаки, отримані в лабораторіях результати сприяють висуненню нових ідей про походження природних алмазів. Закінчуючи свою книгу "Походження алмазів", радянські вчені В. Г. Васильєв, В. В. Ковальський і Н. В. Черський пишуть: "Розкриття механізму утворення алмазів в природі представляє не тільки теоретичний інтерес, але має і велике практичне значення. Рішення цієї вікової завдання дозволить визначити найкращий вихідний матеріал і умови для виробництва штучних алмазів з наперед заданими параметрами, а також уточнити критерії для пошуків алмазоносних кімберлітових трубок і розсипів ".

Як відомо, нові ідеї найчастіше виникають на стику різних наукових дисциплін. Поєднуючи дослідження в галузі фізики, геології та хімії, геохімік Е. М. Галімов висунув нову ідею про утворення алмазів, підкріпивши її розрахунками хімічних реакцій, течії розплавленої магми, теплофизическими розрахунками.

Якщо з теорії В. Г. Васильєва, В. В. Ковальського, Н. В. Черського необхідні тиску в магмі виникають в результаті вибуху газової суміші, т. Е. В результаті протікання дуже швидкої хімічної реакції, то по теорії Галімова тиск викликається чисто фізичної причиною - утворенням пухирців вуглець містить газу - кавитацией. При цьому створюються дуже високі імпульсні тиску, свого роду мікровибухи. Кавітація добре відома вченим: саме вона руйнує швидко обертові лопаті корабельних гвинтів, поверхня яких стає вся "поїденою" дрібними воронками. Це явище може виникнути при раптовому розширенні каналу, по якому з великою швидкістю тече рідина, якщо в цій рідині є розчинений газ. Ось Галімов і підтвердив своїми розрахунками, що в розплавленої магми утворюються бульбашки газу, кавітація яких призводить потім до локального, місцевого підвищення тиску до мільйонів атмосфер, а температури - до 10 тисяч градусів. При цьому вуглецевмісний газ розкладається і утворює алмаз. Такі процеси відбуваються неодноразово. І дійсно, в природних алмазах розрізняють складну структуру, як ніби один шар нарощувався на інший з деякими зупинками.

Обидві вибухові теорії дозволяють пояснити деякі з спостережуваних в природі явищ: алмазоносності одних кімберлітових трубок і відсутність алмазів в тих, що розташовані поруч; отримання досконалих кристалів; розподіл алмазів в породі і ін. Пропоновані механізми знаходять своє підтвердження і в експерименті, виконаному в Інституті фізичної хімії.

Автори цієї книги міркували наступним чином: при розкладанні вуглеводнів утворюється сажа, а не графіт, хоча сажа метастабильна до графіту. Значить, сама по собі метастабільній не є забороною на освіту частинок вуглецю різних структурних модифікацій. Розрахунки підтвердили це припущення і, більш того, показали, що кожної структурної формі вуглецю: сажі, графіту, алмазу - відповідає область умов, коли їх утворення стає переважним. Поставили експеримент по кристалізації вуглецю в міхурі парів рідини, нагрітих до високих температур. У продуктах розкладання були отримані дрібні кристалики алмазу поряд з частинками графіту сажі і карбін.

Наша книга присвячена в основному алмазу, частково іншим формам вуглецю. Це дуже важливі об'єкти досліджень. Але автори хотіли б укласти книгу твердженням, що хіміки можуть робити не тільки алмази. Тому є приклади отримання інших важливих речовин методом хімічної кристалізації з газової фази при хімічних реакціях. Нехай читач прийме останню главу як пролог до нової, ще не написаної книги.






Строительная компания ООО "Ландорра": г. Донецк, ул Собинова, 151, тел. 385-66-14, тел. 385-66-15, e -mail: [email protected]

Главная | Проектирование | Строительство | Электроснабжение | Наши работы | Диспетчеризация | Аренда спецтехники | Контакты | Карта сайта


Назад к содержанию | Назад к главному меню