химический каталог




Синтез минералов. Том 1

Автор B.Е.Хаджи, Л.И.Цинобер, Л.М.Штеренлихт и др.

продукта и т. д.). Очевидно, что данный подход не позволял вскрыть механизм влияния природы источника углерода, в частности, на этапе стационарного роста образовавшихся зародышей. Было установлено, что одним из факторов, влияющих на кинетику роста, является изменение толщины слоя (пленки) металла-растворителя, определяющего растущий кристалл алмаза от источника углерода-графита, через который путем диффузии поставляется растворенный углерод к растущему кристаллу.

Экспериментальные исследования показали, что по мере увеличения размера кристалла толщина металлической пленки, как правило, возрастает. Естественно предположить, что причиной этого может быть разница в удельных плотностях исходного углерода в форме графита и конечного — в форме алмаза (оа>рг).

Для иллюстрации сказанного воспользуемся модельными представлениями. На рис. 123,а схематически показан процесс образования и роста алмаза / внутри графитовой фазы 3. Учитывая, что mr=ma, а ра>рг, легко получить, что

6 = ra(j/pa/pr — l), (53)

где б— толщина межфазной области, образовавшейся в результате превращения менее плотной фазы (графита) в более плот

нуто (алмаз); г„ — радиус сферы с объемом, равновеликим объему кристалла алмаза.

При использовании металла-растворителя межфазная область й заполняется расплавом 2.

Экспериментальная проверка выражения (53) проводилась для графитов, значения плотности которых при атмосферном давлении составляли pi°= 1,7- 103 кг/м3 и р2° = 2-103 кг/м3. При построении расчетных кривых необходимо учитывать поправки на термическое расширение и сжимаемость:

Vr(p, T) = Vr(0, 70)[(1-а1р)/(1+а,р)][1+а1(Г-Т,<|)]; (54)

Va (Р, Т) = Va (0, Г„) (1 + ХаР) [ 1 + «а (7" - Т„)], (55)

где я, = 2,5-10-" Па-1, а2 = 11,3-КН1 Па"1; аг=20- 1ГГ6 К"1, х«= =0,2- Ю-11 Па-1, а„ = 4- 10~6 К-1.

Вычисляя поправки при р = 4,5 ГПа и 7"= 1470 К (параметры, при которых производились эксперименты) и подставляя полученные значения для р,№'т> = 1,77 • 103 кг/м3, p2(J>'r> = 2,l 1 • 103 кг/м' и ра = 3,5-103 кг/м3 в (53), можно построить зависимость б от га (см. рис. 123,6).

Методика обработки опытных данных включала:

— проведение кристаллизации алмаза при длительности процесса от 600 до 3600 с, металл-растворитель Ni — Мп (1:1);

— механическое отделение полученных кристаллов от металлической пленки, а последней — от графита;

— вычисление объема кристалла и приведение полученного результата к объему сферы для определения га;

— измерение толщины пленки, с которой предварительно готовится шлиф, на горизонтальном металлографическом микроскопе при различных увеличениях.

Результаты измерений подтверждают найденный теоретически линейный характер зависимости б от га. Отклонение экспериментальных данных от расчетных могут быть объяснены, во-первых, неточностью экстраполяционного уравнения (54), во-вторых, выражение (53) предполагает, что растущий кристалл со всех сторон окружен графитом, а высвободившаяся межфазная область полностью заполняется расплавленным металлом. Вероятно, что 336

и разброс экспериментальных точек обусловлен как последним обстоятельством, так и ошибками в определении г3, а также другими причинами, которые будут рассмотрены ниже.

(56)

Выявленная закономерность позволяет объяснить в рамках сделанных допущений некоторые экспериментальные факторы. Согласно диффузионной кинетике, для линейной скорости роста справедливо:

Р (С - С0)

где D — коэффициент диффузии: С—С0—пересыщение; б — толщина диффузионного слоя; р — удельная плотность растущего кристалла.

Учитывая высокую вязкость раствора, диффузионный контроль переноса углерода в растворе, незначительный вклад конвекционных потоков при переносе в пленке, есть основания полагать, что при рассмотренном способе кристаллизации алмаза толщина пленки металла по физическому смыслу совпадает с 6 (53).

Анализируя уравнение (56) с учетом полученных результатов, можно сделать вывод, что плотность исходного углеродного материала (наряду с другими факторами) заметно влияет на кинетику процесса кристаллизации алмаза на стадии стационарного роста.

dr dt

В частности, использование предложенной модели позволяет получить теоретическую зависимость размера выращенных кристаллов алмаза от длительности процесса кристаллизации. Для этого соотношение (56) перепишем в виде:

(57)

С учетом (53) толщину диффузионного слоя можно представить как

б = *г, (58)

(59) 357

гДе г — характерный размер выращенного кристалла алмаза, к — коэффициент пропорциональности. Подставляя (58) в (57), получим:

rdr = dt.

Решая дифференциальное уравнение (59) в приближении, когда D, АС и k не являются функцией времени, получаем:

(60)

Сравнение зависимости (60) с экспериментальными результатами (рис. 124) свидетельствует об их хорошем соответствии и оправданности использования предложенной модели кристаллизации алмаза на этапе стационарного роста. Кроме того, полученное соотношение, связывающее величину характерного размера кристалла и длительность кристаллизации, имеет важное прикл

страница 158
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212

Скачать книгу "Синтез минералов. Том 1" (5.19Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
звуковая аппаратура аренда
Рекомендуем компанию Ренесанс - лестницы раздвижные - оперативно, надежно и доступно!
стул самба сильвер
где хранить вещи на складе

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(11.12.2016)