Алмаз сжимаемость

ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ ОБРАБОТКА материалов — обработка материалов воздействием высокого статического или импульсного давления. В пром. масштабах используется с 50-х гг. 20 в. Сопровождается обычно обратимыми или необратимыми изменениями электронного строения, кристаллической структуры и св-в материалов. Часто сочетается с магн., температурным или др. воздействием. Обусловлена сжимаемостью, или объемной упругостью веществ. Поскольку с повышением давления сжимаемость вещества уменьшается, сужается и полоса значеню сжимаемости различных элементов. Так, при давлении 1 бар сжимаемость цезия в 310 раз больше сжимаемости алмаза, а при давлении 30 кбар — только в 36 раз. Если давление составляет 100 кбар, изменяется и расположение элементов на кривой сжимаемости — максимумы их сжимаемости смещаются вправо на единицу в атомном номере. При более высоких давлениях (порядка [c.221]

Область сжимаемости веществ в твердом состоянии значительно шире той же области у обычных жидкостей например, сжимаемость цезия в 350 раз выше сжимаемости алмаза. Исходя из косвенных доказательств, наивысшая сжимаемость среди веществ в твердом состоянии, вероятно, принадлежит водороду и гелию. Как и в случае с жидкостями, сжимаемость веществ в твердом состоянии падает при увеличении давления. В общем случае этого следует ожидать из-за закона сокращающегося дохода очевидно, это необходимо в том случае, когда давление неограниченно возрастает — если бы объем продолжал уменьшаться с начальной скоростью, то через некоторое время он стал бы отрицательным. Например, объем цезия мог бы стать отрицательным уже при давлении 14 000 кг/см , если бы он продолжал уменьшаться с первоначальной скоростью. [c.135]

В рентгеновской камере с алмазными наковальнями со сдвигом исследована сжимаемость Сй и проведена оценка объемного модуля упругости сверхтвердой фазы, величина которого (530 ГПа) превыщает модуль упругости алмаза (441 ГПа). [c.184]

Воспользуемся справочными данными о молярных объемах графита и алмаза в стандартных условиях и коэффициентах термического расширения а и сжимаемости р этих модификаций углерода (табл. 18). [c.131]

Графит хорошо проводит тепло (в 3 раза лучше ртути) и обладает близкой к металлам электропроводностью (0,1 от электропроводности ртути). И электро- и теплопроводность больше параллельно слоям, чем перпендикулярно им. Максимум теплопроводности графита наблюдается около 0°С, а электропроводности — около 600 °С. Механическая прочность графита при переходе от обычных температур к 2500 °С возрастает почти вдвое. Его сжимаемость примерно в 20 раз больше сжимаемости алмаза. Заметное окисление графита при нагревании на воздухе наступает лишь выше 700 С. [c.502]

По твердости Б. занимает второе (после алмаза) место среди всех в-в твердость по Моосу 9,3, по Виккерсу 274,4 ГПа, по Кнупу 2460 микротвердость 30,4 ГПа. Модуль Юнга 282,2 ГПа (для борного волокна 411,6 ГПа) а зг 147 МПа (293 К), 882 МПа (1273 К) (для борного волокна 13,7 ГПа при 1330-1890 К) линейный коэф. сжимаемости 1,8-10 (303 К), объемный З-Ю (293 К). Б. очень хрупок, в пластич. состояние переходит выше 2000 °С, [c.299]

Впервые получены выражения для вероятностей возбуждения механически индуцированных колебаний кристаллических веществ посредством ударных воздействий в дезинтеграторе. Установленные соотношения для критических скоростей соударений позволяют связать скорость соударений с молекулярными характеристиками (масса атомов и межатомные расстояния) кристаллов. На основании полученных результатов определены режимы механической обработки, приводящие к появлению в процессе удара дефектов - смещенных относительно узлов кристаллической решетки атомов. Получено выражение для критической частоты - характеристики, определяющей устойчивость кристаллической решетки к ударным воздействиям. Проведены расчеты для изоструктурных кристаллов алмаза, кремния, германия и ряда щелочно-галоидных кристаллов и установлена корреляция критических частот и скоростей соударений с энергетическими (энергия связи, температура плавления) и механическими (упругие константы, сжимаемость) характеристиками веществ. [c.7]

Твердые вещества. В твердом состоянии могут находиться соединения с металлическими, ионными или ковалентными связями. Твердые тела отличаются от газов и жидкостей наличием собственной формы и собственного объема. Даже при очень высоких давлениях сжимаемость твердых тел чрезвычайно мала (проблемы синтеза искусственных алмазов в большой степени были связаны именно с необходимостью сжимания графита при очень высоких давлениях). [c.73]

Графит в отличие от алмаза обладает незначительной твердостью. По шкале Мооса твердость алмаза равна 10, а твердость графита 1, Временное сопротивление при растяжении пористого графита ао=0,34-Ь -i-0,69 МПа, а электродного графита ап=3,43- 17,2 МПа (вдоль электрода). В поперечном направлении ап=6,18н-8,93 МПа. На нитях из графита можно получить 0в= 26-5-28 МПа на усах из графита достигнута прочность 480—500 МПа (данные относятся к комнатной температуре). Графит сравнительно хорошо сопротивляется сжимающим нагрузкам. Так, 0 реакторного графита при 20 °С составляет 20,6—34,3 МПа. В уплотненном графите эта характеристика может быть доведена до 70 МПа. Сжимаемость графита и=3,24-10- Па , сжимаемость алмаза я = 0,23-10- Па- . [c.201]

В связи с отсутствием опытных данных было сделано предположение, что величины сжимаемости алмаза и графита f dV 1 [c.83]

Силовую постоянную для связей между атомом и соседними с ним атомами в кристалле можно рассчитать из экспериментальных данных по сжимаемости изучаемого кристалла. Зная величину силовой постоянной и массу атома, можно вычислить частоту колебания данного атома относительно соседних с ним атомов. Установленное таким способом значение V. для алюминия оказалось в четыре раза больше, чем для свинца, а значение для алмаза в 20 раз больше, чем для свинца. Соответствующие энергетические уровни (относительно состояния с у = О для каждого элемента) показаны на рис. 10.11. Совершенно очевидно, что если бы кусочки свинца, алюминия и алмаза находились в контакте с каким-либо веществом, имеющим такую температуру, что среднее столкновение между [c.334]

В кристаллической решетке графита (рис. 18,6) атомы углерода расположены в узлах правильных шестиугольников. Как и в алмазе, каждый атом углерода соединен с четырьмя другими. Однако расстояния от атома углерода до трех соседних приблизительно одинаковы и малы (1,42 А), а до четвертого, лежащего на следующем горизонтальном слое, значительно больше (3,35 А). Поэтому в пределах слоя связи между атомами очень прочные, а между слоями слабые. Этим объясняется малая твердость графита и легкая расщепляемость его на тонкие слои — чешуйки . Сжимаемость графита в 30 раз больше сжимаемости алмаза. Высокая температура плавления графита (3700 °С) обусловливается прочностью связей атомов в слое. Между слоями в графите свободно передвигаются электроны, поэтому он имеет высокую электро- и теплопроводность. [c.74]

Были выполнены термодинамические расчеты для определения тех температур и давлений, при которых графит и алмаз находятся в равновесии. Для этой цели были использованы все известные термодинамические величины (теплоемкости, сжимаемости, коэффициенты термического расширения и др.) для графита и алмаза. С помощью этих величин рассчитывались термодинамические потенциалы этих двух модификаций в виде функций давления и температуры. [c.377]

Чтобы определить, лри каких давлениях алмаз является стабильной формой существования твердого углерода, используют [2] экспериментальные данные о сжимаемости и термическом расширении, находят эмпирические зависимости молярных объемов V графита и алмаза от Р и Г, после чего, интегрируя уравнение [c.115]

Для этой формы кремния твердость по шкале Мооса равна 6,5, по Бриннелю — 240 кг мм , микротвердость равна 1808 кг1мм , (микротвердость алмаза — 8000 кг/мм ). Предел прочности при сжатии 947 кг/см . Модуль упругости 149519 кг мм [544]. Коэффициент сжимаемости р = 0,325-10- см кг. Теплопроводность поликристаллического кремния при комнатной температуре 0,20 кал см-сек-град. Теплопроводность монокристаллов кремния изучалась Холлом и Гиболлом [372], а также Уайтом и Вудсом [692], которые нашли величину 0 для кремния, равную 790° К-Средний коэффициент линейного теплового расширения (18—1000°) а=3,72-10- [c.9]

Воспользуемся литературными данными, начиная со статьи Лейпун-ского [ 14 ], для построения кривой термодинамической устойчивости карбина и графита, используя для сопоставления кривую равновесия графит-алмаз Лейпунского. Пренебрежение поправками на зависимость коэффициента сжимаемости, теплового расширения и теплоемкости от температуры и давления, которые не превышают, согласно данным Лейпунского, 3% от величины термодинамического потенциала, существенно не искажает полученные данные. [c.91]

Для вычисления изобарно-изотермических потенциалов этих модификаций в функции давления и температуры были использованы термодинамические величины (энтальпии, энтропии, теплоемкости, сжимаемости и т. д.) алмаза и графита. Расчет этот представляет весьма кропотливую и трудоемкую операцию, где приходится делать определенные допущения из-за отсутствия некоторых экспериментальных данных, характеризующих алмаз и графит. Проведем такой расчет как приближенным способом, так и наивозможно точным. Схема такого расчета является совершенно общей для всех расчетов химических и фазовых равновесий в процессах, протекающих при высоких давлениях и температурах. [c.126]

Величина сжимаемости кристаллов очень мала например, для Na l х = 0,04, а для алмаза х = 0,005. Параметр п, вычисленный с помощью характеристики сжимаемости, принимает следующие значения [c.328]

Для оценки давления в камере синтеза широко применяется метод калибровки при комнатной температуре, основанный на сопоставлении усилия пресса и давления полиморфного превращения в реперном веществе. В качестве реперов при давлении до 10 ГПа используются чистые металлы Се, В1, Т1, Ва, УЬ, для которых значения давления превращений согласно Международной шкале 1968 г. составляют Се = 0,7 В1 I—П = 2,55 В1 II—П1 = 2,69 Т 11—111 = 3,67 УЬ 1—11 = 4,0 Ва 1—11 = 5,9 В1 V—УП = 8,9 ГПа и халькогениды Сс15е = 3,03 Сс1Те = 3,53 2пТе = 4,01 РЬ 5е = 4,23 РЬТе = 4,97 ГПа. Полиморфные превращения в указанных веществах фиксируются по изменению их электропроводности. Датчик давления, состоящий из изолирующих прокладок, между которыми в контакте с проводящими элементами сжимаемого объема находится реперное вещество, помещается чаще всего непосредственно в реакционное пространство (рис. 106). Давление в гидросистеме пресса, соответствующее началу полиморфного превращения, регистрируется в момент начала изменения электросопротивления датчика. Схема калибровки (рис. 107, а) разработки ВНИИСИМС, входящая в комплекс электрооборудования установки для кристаллизации алмаза, позволяет без разъединения 21 323 [c.323]

Важнейшей предпосылкой стабильного и воспроизводимого синтеза алмаза в твердофазовой аппаратуре является оптимизация процесса генерации высокого давления и его распределения в сжимаемом объеме. В связи с этим рассмотрим динамику деформации контейнера из литографского камня при создании высокого давления в камере наковальни со сферическими углублениями. Для исследования контейнеры изготавливались составными из концентрических колец с фиксированными границами, радиус кривизны их торцевых поверхностей был близок радиусу углублений в наковальнях. Контейнеры имели различную относительную высоту Л/Я и относительный диаметр й 0 к, ё к Н, О — соответственно высота и диаметр контейнера, глубина и дпаметр лунки в наковальне). В реакционный объем помещались блоки графита и датчики давления на основе В1, Т1, УЬ. После нагружения и распрес-совки камеры по осевым сечениям контейнеров определялось смещение его отдельных слоев. [c.329]

В 1968 г. Г. Р. Коуэну, Б. В. Даннингтону и А. X. Хольцману из компании Дюпон де Немюр был выдан патент на новый процесс, заключающийся в ударном сжатии металлических блоков, например железных отливок, содержащих небольшие включения графита [30], при давлениях, превышающих 1 млн. атм. Металл, у которого сжимаемость меньше, чем у графита, выполняет функции холодильника, очевь быстро охлаждающего включения. Это предотвращает обратный переход алмаза, образовавшегося под действием ударной волны, в графит после прохождения этой волны — тенденции, характерной для экспериментов с монокристаллами при холодном сжатии. Конечный продукт, получаемый при использовании этой технологии, частично представлен гексагональным углеродом, что также подтверждает тенденцию к образованию лонсдейлита в условиях очень высоких давлений и относительно низких температур. Изготовленный таким способом материал используется в качестве шлифовального порошка. [c.81]

В твердофазных процессах, ввиду весьма незначительной сжимаемости твердых тел, эффективными являются лишь сверх-шысокие-давления, вызывающие перестройку электронных оболочек атомов, деформацию молекул и сдвиг фазового равновесия. Так, из углерода, растворенного в металлических расплавах при сверхвысоких давлениях до 100 тыс. атм и температурах до 2400 °С, производят искусственные алмазы. Также при сверхвысоких давлениях получают модификацию кварца с боль-<шим удельным весом, стойкую против фтористого водорода. Белый фосфор при давлениях 12—35 тыс. атм и соответственных температурах 200—20 °С превращается в металлоподобный черный фосфор с плотностью в 1,5 раза больше, чем белый. Воща при сверхвысоких давлениях дает модификации плотного льда, обладающего большой твердостью и температурой плавления около 100°С. [c.90]

Периодическая система элементов подтверждается тем, что кривые атомных объемов элементов (атомный вес/плотность) в зависимости от атомного веса лают периодические изменения. Аналогичные изменения наблюдаются и для некоторых других свойств, например для сжимаемости, коэфициента теплового расширения, точки плавления, магнитной проницаемости и атомной теплоемкости при низкн.х температурах. При обычных температурах (от 20 до 100° С) атомные теплоемкостп большинства элементов близки к 6 (правило Дю-лонга и Пти), Исключение составляют бор с атомной теплоемкостью 2,9 и углерод (атомная теплоемкость графита 2,-39 и алмаза 1,84). С другой стороны, атомные теплоемкости при низких температурах резко различаются и изменяются таким же образом, как н атомные объемы. Укажем, например, на следуюпше теплоемкости [c.41]

Сжимаемость графита можно сравнить с сжимаемостью алмаза, которая по данным [3, 1131] равна 5,8- 10 см 1дин. Однако акустические измерения показали, что это значение может быть завышенным [(МО, 1150]. [c.55]

Алмаз — бесцветные, прозрачные, сильно преломляющие довольно хрупкие кристаллы. Наиболее часто встречаются следующие внешние формы октаэдр, додекаэдр и куб. Большинство алмазов окрашено примесями в различные цвета вплоть до черного. Кристаллич. структура — кубич. гранецентрирован-ная, а = 3,5597А. Благодаря наличию в решетке непрерывной трехмерной сетки жестких ковалентных тетраэдрических ( р -гибридных) связей с расстоянием С—С 1.5445 А (см. Кристаллы.) алмаз является самым твердым из найденных в природе веществ и обладает наименьшей известной сжимаемостью, равной 0,16-10 см 1дин. Твердость на разных гранях алмаза неодинакова тв. куба (111)> тв. ромбододекаэдра (110)>тв. октаэдра (100). При темп-рах выше 1000° в вакууме или инертной атмосфере алмаз начинает, не плавясь, превращаться в графит быстро этот процесс протекает при 1750° теплота перехода 453,2+20,3 кал/г-ато.ч. Давление пара алмаза чрезвычайно мало и не определено. Являясь хорошим проводником тепла, по электрич. свойствам алмаз — изолятор, ширина его запрещенной зоны 5,6 ав диамагнитен показатель преломления 2,4195 (Na) угол полного внутреннего отражения 24°50 (Ка). По нек-рым физич. свойствам алмазы могут быть [c.153]

Некоторые интересные данные, относящиеся к возможному механизму перехода графита в алмаз в твердом состоянии, были получены в работе Линча и Дрикамера [36], измеривших сжимаемость алмаза и графита. Оказалось, что в весьма большом интервале давлений сжимаемость алмаза (а также кремния и германия) очень незначительно уменьшается с повышением давления. В тоже время сжимаемость графита по оси а при относительно низких давлениях больше, чем у алмаза, а при очень высоких давлениях (200 кбар и более) меньше, чем сжимаемость алмаза Авторы считают наиболее вероятным объяснением этого явления изгибание гексагонального кольца графита, при котором начинает происходить перекрывание Р -орбиталей, приводящее к отталкиванию [c.79]

В графите атомы углерода, находясь в состоянии р -гибридизации, образуют плоские сетки из шестичленных циклов (рис. 21). Последние аналогичны циклам бензола расстояние между атомами углерода 1,42А. Атомы углерода в слоях графита связаны еще прочнее, чем в алмазе, а и я-связями. Слои графита представляют собой гигантские макромолекулы расстояние между ними 3,38А. О,ни связаны слабыми силами Ван-дер-Ва-альса, и именно поэтому графит имеет чешуйчатое строение, очень мягок и обладает смазывающими свойствами. Его сжимаемость в 30 раз больше сжимаемости алмаза. Слои графита ориентированы таким образом, что пустые центры шестиугольников нижнего слоя раопола- [c.104]

Главная трудность связана с достижением столь высокого давления. Его можно получить с-помошью ударных волн, но при этом сжимаемое вещество нагревается. А чтобы создать такое давление с помощью пресса, надо иметь соответствующий материал для конструирования камеры, в которой это давление создается. Проблема материала — самая трудная, поскольку даже алмаз при таких давлениях разрушается. [c.188]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология