Алмаз облучение

Рентгеновские лучи, альфа-частицы, гамма-лучи, нейтроны и др. излучения большой энергии также вызывают в веществе глубокие физико-химические изменения и инициируют разнообразные реакции. Так, прн действии ионизирующих излучений на кислород образуется озон, алмаз превращается в графит, оксиды марганца выделяют кислород и т. д. При облучении смеси азота и кислорода или воздуха образуются оксиды азота, в присутствии кислорода ЗОз переходит в 50з и т. д. При действии ионизирующих излучений на воду происходит ее радиолиз. [c.221]

Глава об алмазе была бы неполной без информации об использовании ядерного облучения для получения окрашенных кристаллов. Развитие такого метода обработки вызвано чрезвычайной редкостью цветных алмазов, а между тем окрашенный алмаз хорошего качества более чем на 25% дороже своей бесцветной разновидности. Недавно в международной прессе сообщалось о полемике в Швейцарии по поводу оценки одного камня (60 (ЮО или 600 ООО фунтов стерлингов), которая ставилась в зависимость от того, подвергался алмаз облучению илн нет. [c.84]

Основные характеристики некоторых, наиболее широко употребляемых полупроводниковых материалов приведены в табл. 34. Общим свойством всех указанных материалов является ковалентный или близкий к ковалентному характер связей, реализуемых в их кристаллах. Ширина запрещенной зоны зависит от энергии этих связей и структурных особенностей кристаллической решетки полупроводника. У полупроводников с узкой запрещенной зоной, таких, например, как серое олово, черный фосфор, теллур, заметный перенос электронов в зону проводимости возникает уже за счет лучистой энергии, в то время как для полупроводниковых модификаций бора и кремния требуется довольно мощный тепловой или электрический импульс, а для алмаза II — даже облучение потоками микрочастиц большой энергии или у-облучение. Лишь некоторые из полиморфных форм кристаллов обладают полупроводниковыми свойствами. Так, полупроводниковый эффект наблюдается лишь у одной из трех возможных полиморфных форм кристаллических фосфора и мышьяка и лишь у двух из четырех кристаллических модификаций углерода. [c.311]

Механохимия изучает химические превращения, инициированные или ускоренные механическим воздействием. При воздействии механических сил происходит разрыв химических связей, изменение состояния поверхности твердых тел, образование неустойчивых высокоактивных частиц, дефектов в кристаллической решетке. Особенно заметные воздействия оказывают ультразвук на жидкости, сверхвысокое давление на твердые вещества, ударные волны на твердые тела и жидкости. При ультразвуковом облучении в жидкости возникают активные частицы, которые инициируют химические ракции. Ультразвуковая обработка применяется для очистки поверхности металлических предметов от жира и других загрязнений, для специального синтеза (например, приготовление вакцины). С помощью сверхвысоких давлений удалось превратить графит в алмаз, нитрид бора в боразон. Ударные волны, возникающие под воздействием направленного взрыва, на несколько порядков ускоряют химические реакции, например вулканизация каучука проходит за доли секунды. Понимание механохимических реакций очень важно для предупреждения вредных химических последствий механических воздействий на твердые и жидкие вещества. [c.121]

Некоторые элементарные вещества и среди них в первую очередь германий отличаются полупроводниковыми свойствами. Эти свойства обусловлены особым состоянием электронов в кристаллической решетке полупроводников. Германий по структуре кристаллов напоминает алмаз. Каждый атом германия связан с четырьмя другими ковалентными связями. Однако в отличие от алмаза в кристаллах германия валентные электроны закреплены непрочно и под влиянием нагревания или облучения могут, возбуждаясь, отрываться от связываемых ими атомов и свободными уходить в междуузлия решетки. Наличие таких свободных электронов в кристаллах германия сообщает ему некоторую электронную проводимость. При переходе электрона в свободное состояние у данного атома остается свободная орбиталь, так называемая д ы р к а . Эта дырка может заполниться при перескоке валентного электрона соседнего атома, в котором тогда возникает новая дырка. Если при наложении электрического поля свободные электроны будут передвигаться к положительному полюсу, то дырки будут передвигаться к отрицательному полюсу. Это передвижение дырок, равносильное передвижению положительных зарядов, сообщает кристаллам германия еще так называемую дырочную проводимость. В совершенно чистом германии в каждый данный момент число дырок равно числу свободных электронов. Это обусловливает равное значение электронной (п) и дырочной р) проводимости в общей электропроводности чистого германия, значение которой очень невелико. Однако соотношение между числами свободных электронов и дырок в кристалле германия можно изменить. Если в германий ввести даже очень незначительную примесь, например мышьяка, в атомах которого на наружном уровне находится пять электронов, то в кристаллической решетке твердого раствора замещения число свободных электронов окажется больше числа дырок и электронная проводимость в этом случае будет играть решающую роль. Наоборот, если ввести в германий примесь галлия, на наружном уровне атомов которого имеется только три электрона, то число дырок в кристаллической решетке раствора замещения станет превышать число свободных электронов и решающая роль будет уже принадлежать дырочной проводимости. Однако в случае образования с элементарным полупроводником твердого раствора внедрения примесь активного металла усиливает элек- [c.205]

Метод обработки алмаза облучением пребывал в забвении до развития в конце 40-х годов ядерной физики. Тогда для ускорения дейтронов (ядер тяжелого водорода — дейтерия, которые состоят из протона, связанного с нейтроном) стали использовать циклотрон. Дейтронами бомбардировали кристаллы алмаза. Алмаз оставался сильно радиоактивным в течение нескольких часов, но и в этом случае окрашивался только внешний слой. Было установлено, что бомбардировка электронами с высокой энергией приводит к окрашиванию алмаза в бледно-голубой или зеленый цвет, но опять-таки окрашивался лишь тонкий слой. А вот нейтроны, обладающие более высокой проникающей способностью, могут изменить окраску всего камня. После облучения ими алмазы становятся зелеными, однако нагревание в инертном газе при 900°С меняет их цвет сначала на коричневый, а затем на золотисто-желтый. Облученные алмазы золотисто-желтого цвета намного привлекательней, чем зеленые или коричневые, они очень популярны в Соединенных Штатах. [c.84]

Таблица 4.1. Изменение цвета алмазов при облучении

В области температур 1—20 К исследована теплопроводность алмазов тина Па, облученных при комнатной температуре и при температуре 77 К электронами с энергией 0,75 МэВ [373]. У алмазов, облученных при комнатной температуре, наблюдалось снижение теплопроводности, которое связывают с рассеянием крупными дефектами (12—18 нм) в виде кластеров междоузельных атомов. Длительный отжиг облученных образцов выше температуры 1373 К приводит к уменьшению дефектов до 3—5 нм, являющихся, по-вндимому, термически стабильными образованиями в решетке алмаза. Облучение электронами той же дозы при температуре 77 К приводит [c.105]

Ряд работ посвящен изучению действия облучения на алмаз. Было исследовано влияние нейтронного облучения на изменение параметров решеток алмаза Облучение алмазов нейтронами, электронами, протонами и у-квантами вызывает изменение их окраски Из всех способов окрашивания только нейтронное облучение обеспечивает получение воспроизводимых результатов. Показана возможность использования алмазов для радиационных счетных устройств [c.586]

Если ширина запрещенной зоны очень велика (больше 4 эВ), то электрическую проводимость в веществе (нагреванием или облучением) возбудить практически невозможно. Это объясняется тем, что энергия теплового возбуждения электронов при нагревании даже до температуры плавления (Е = /2 кТ ) недостаточна для преодоления зоны запрещенных энергий. Следовательно, при нагревании кристалл расплавится прежде, чем возникнет электронная проводимость. Такие вещества называются изоляторами. К их числу относятся, например, алмаз (АЕ = 5,1 эВ), кварц (АЕ = 5,2 эВ), многие типичные соли и т.п. [c.191]

Аморфизация исследуемых объектов при электронном облучении характерна и для органических цепных полимеров но не характерна для кристаллов алмаза или графита. На базисной поверхности ламели после облучения видны ямки различной формы. Подобные фибриллярные вакуоли наблюда лись и В первом случае они имели [c.37]

Все приведенное выше относится к чистой поверхности идеального кристалла алмаза. В действительности, изучая кинетику роста алмазных порошков, следует иметь в виду, что вклад ребер и вершин отдельных кристаллитов в общую поверхностную энергию-может быть весьма значительным, особенно у высокодисперсных порошков. Наличие различных дефектов на поверхности реального кристалла должно сказаться на кинетике нуклеации. В связи с этим рассмотрим влияние дефектов, вызванных облучением, на рост алмаза и графита из метана, следуя работе [69]. [c.80]

Облучение быстрыми электронами проводилось на электронном ускорителе на 1,5 Мэе. Навеска алмазного порошка порядка 2—3 г помещалась в медную ячейку, интенсивно охлаждаемую водой. Температура алмаза во время облучения не превышала 20 С. Величина интенсивности электронного тока устанавливалась предварительно при помощи коллектора Фарадея с входным отверстием, равным окну ячейки. При измерениях соблюдалось равенство расстояний от входного окна электронного ускорителя до ячейки. [c.80]

Влияние облучения на рост алмаза и графита [c.81]

В некоторых случаях реакция алмазов на облучение более разнообразна, и можно получить кристаллы синего, красного и пурпурного цветов. Это различие в окраске обусловлено примесями, присутствующими в алмазах. Большинство алмазов, так называемые алмазы типа I, содержат в качестве примеси азот, который внедряется в кристалл предположительно в промежуточную стадию между образованием алмаза в недрах Земли и временем, когда он попадает в приповерхностные ее участки. В большинстве алмазов азот распределен в виде тончайших пластин, но в одном из тысячи он распределен равномерно во всем объеме кристалла. Последний тип кристаллов назван 16, тогда как наиболее распространенные отнесены к типу 1а. [c.84]

В табл. 4.1 приведены сведения о цвете поступающих в продажу облученных алмазов. Вообще имеет смысл облучать только крупные кристаллы, поскольку повышение цены мелких алмазов не оправдывает затрат на их обработку. [c.85]

Поскольку в наше время обработка алмазов для изменения нх окраски распространена достаточно широко, возникла новая проблема как отличить облученные камни от окрашенных напылением тонкого слоя какого-нибудь цветного материала [c.85]

Если ширина запрещенной зоны очень велика (больше 4 эВ), то электрическую проводимость в веществе (нагреванием или облучением) возбудить практически невозможно. Это объясняется тем, что энергия теплового возбуждения электронов при нагревании даже до температуры плавления недостаточна для преодоления зоны запрещенных энергий. Следовательно, при нагревании кристалл расплавится прежде, чем возникнет электронная проводимость. Такие вещества называются изоляторами. К их числу относятся, например, алмаз (Д = 5,1 эВ), кварц (Д = = 5,2 эВ), многие типичные соли и т. п. При воздействии на изолятор электрических полей очень высокой напряженности в них наблюдается так называемое явление лавинного пробоя, который связан фактически с разрушением кристаллической решетки изолятора. Естественно, что возникающая при этом электрическая фоводимость не характеризует данное вещество, поскольку механизм ее соверщенно иной. [c.311]

Оптич. св-ва М. включают преломление, отражение и поглощение света, блеск, цвет, люминесценцию. Они также связаны с составом и структурой М. Преломление света наблюдается у прозрачных М. (кислородные и галогенные соед.) и характеризуется показателем преломления п. Отражение света наблюдается в большей степени у непрозрачных и полупрозрачных М. (металлы, интерметаллиды, халькогениды, оксиды и гидроксиды) н характеризуется коэф. отражения R. По величинам и и Л диагностируют М. под микроскопом в проходящем или отраженном свете. Свето-поглощение (оптич. плотность) характеризует как прозрачные (алмаз, горный хрусталь), так и полупрозрачные (сфалерит, сера) и непрозрачные (магнетит, золото) М. Блеск М., наблюдаемый визуально,-одна из форм светоот-ражения. Он бывает металлическим, полуметаллическим, алмазным, стеклянным, жирным, матовым и др. Цвет М. объясняется частичным поглощением видимого света и обусловлеи присутствием в структуре ионов-хромофоров в качестве видообразующих элементов или изоморфных примесей, а также структурными дефектами, газово-жидкими включениями и микроскопич. включениями окрашенных М. Нек-рые М. способны люминесцировать при облучении, нагревании, раскалывании, в результате трения. [c.88]

Отжиг пленок аморфного углерода с различным ближним порядком приводит к кристаллизации углерода в различные аллотропные состояния углерод с фанецентрированной кубической решеткой, графит, алмаз, карбин. Слои углерода, полученные в условиях одновременного с конденсацией облучения могут содержать как аморфную, так и ориентированную фазы (микрокристаллические включения). Микрокристаллические включения [c.29]

Семейство карбинов непрерывно увеличивается. В настояшее время уже известно, по меньшей мере, восемь разновидностей (политипов) карбинов. Синтезирован чаоит из спрессованных таблеток стекловидного углерода, подвергнутых ударному сжатию до 100 ГПа. Идентификация производилась по данным элекфонной дифракции а=893,7+4,0 пм. Авторы указывают на возможность гомогенной нуклеации и селективного роста алмаза и других форм углерода, включая карбиновые, в газовой фазе при оптимальных для каждой формы условиях. Сообщается также, что при лазерном облучении жидких углеводородов образуются микроскопические крупинки алмаза и карбина. [c.34]

Крайне низкие пределы обнаружения уже сегодня могут быть достигнуты методом НАА для многих материалов, таких, как алмаз и графит, кремний и другие материалы на его основе, а также органические материалы, используемые в микроэлектронике, например полиимиды. При активами углеродсодержащих материалов не образуется радионуклидов основы с детектируемой активностью. Таким образом, можно определять все индикаторные радионуклиды без каких-либо помех со стороны радионуклидов основы (например, см. рис. 8.4-6). В НАА кремния и кремнийсодержащих материалов радионуклид 81, образуемый в реакции 81(п,7) 81 из основы, благодаря его малому периоду полураспада 1х/2 = 2,6 ч) оказывает влияние только при определении короткоживущих индикаторных радионуклидов. Более того, довольно низкие сгт (0,116) и изотопная распространенность 81(3,1%), а также тот факт, что является почти чистым /3-излучателем, еще больше уменьшают степень влияния 3 81. Поэтому ИНАА можно рассматривать как наиболее мощный метод ультраследового анализа кремния и кремний содержащих материалов, таких, как кварц, нитрид кремния и карбид кремния. В ИНАА, использующем современную 7-спектрометрию, поток нейтронов 10 см -с и оптимальный режим облучения, можно достигнуть крайне низких пределов обнаружения для большого числа примесных элементов в кремнии, как можно видеть из рис. 8.4-9. 42 элемента можно определить при содержаниях < 1млрд . [c.124]

М Na l при потенциалах анодного выделения хлора. И здесь ни морфология поверхности алмаза, ни содержание на ней посторонних примесей, как показал метод рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, не изменились (см. также [78]). Алмазный электрод оказался устойчивее, чем традиционные углеродные материалы, и к действию лазерного облучения, применяемого для интенсификации протекающих на электроде электрохимических реакций [79]. [c.25]

Можно предположить, что на начальной стадии процесса имеет место декорирование дефектов поверхности графитом, подобно автодекорированию поверхности алмаза алмазохм [70] или декорированию вольфрамом при осаждении последнего из газовой фазы [71]. Действительно, из данных табл. 3 видно, что при наращивании на облученном порошке по сравнению с исходным при 950° С проводимость вырастает до значительно большей величины, тогда как общий привес новой фазы уменьшается. В то же время при 1000° С различие заметно меньше, что, вероятно, связано с отжигом дефектов при повышенной температуре. Так, при 950 С относительная проводимость облученного порошка в среднем в 5 раз больше, чем у исходного, тогда как при 1000° С это отношение равно всего 1,6. [c.82]

В этих экспериментах было установлено образование и последующий рост нитевидных кристаллов алмаза. Скорость их роста зависит от температуры, давления и некоторых других параметров. Поскольку плотность лучистого потока, применяемого для нагрева кристалла, существенно неоднородна, в процессе роста нитевидных кристаллов условия существенно меняются. Так, при образовании нитевидного кристалла длиной 400 мкм облученность его основания и вершины иногда различалась вдвое. Средняя скорость роста нитевидных кристаллов составляла 10 мкмЫас, но в отдельных случаях достигала 50—250 мкм час. [c.106]

Нэнси Кинг из Нэйшнл инкуайерер исследует другую проблему, связанную с облученными камнями. Дело в том, что некоторые облученные алмазы в течение длительного времени могут оставаться радиоактивными в связи с присутствием примесей долгоживущих изотопов. Насколько эта проблема серьезна —еще не ясно, но если некоторая опасность для владельца облученного камня существует, он должен быть осведомлен о результатах контроля на остаточную радиоактивность. [c.85]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология