Způsob úpravy reakční náplně pro výrobu syntetických diamantů

Číslo patentu: 260454

Dátum: 15.12.1998

Autori: Kaška Lubomír, Horák Jaromír, Dvořák Bohumil

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

mám mo vvumzv 15 VV°°Á 15 04 B 9(751 Autor vynálezu DVOŘÁK BOHUMIL ing., KAŠKA LUBOMÍR ing., ŠUMPE-RK,HORÁK AROMIR pmrľ. dr. ing. DrSc., PARDUBICE(Sl) Způsob úpravy reakčni náplně pro výrobu syntetických diamantůŘešení se týká Vyso~.k~ot 1 «aké syntézy synietických diamantů. Řeší způsvoob úpravy reaikční nápině, pro výrobu syntetických diamaniů, sestávající z uhlíku a rozpo-uštědla kovů. VII. a VIII. skupiny perioidickê soustiavy pirvků s cílem zvýšení podílu vyšších veiíłwstních frakcí syntetických díamantů. Podstatou je, že mezi jednotlivými kotoučky grafítu a riozpouštědlva je mezivrstva, vrstva nebo pľiůlklävd z elektricky izolační látky, jejíž hmotnostní poměr ke grafitu je 0,001 až 15.vynález se týká úpravy reakční náplně pro výrobu syntetických dlamantů, sestavající z uhlíku a rozpcyuštědla z kovů VII. a VIII. skupiny periodické soustavy prvků nebo jejich siitin s cílem zvýšení podílu vyšších vrelikostníclí frakcí syntetických diainantů.V současné době se při syntéze diasmantových kryst-alů používá obvykle uhlík ve formě grafitu, který je V kontaktu s kovovým rozpoiaštědlem. Podmínku použití čistého grafitu není třeba zachovávat. sou známé i jiné formy uhlíku, které je možné přeměnít na diamant. Vedie grafitu lze použít látky »obsahující uhlí-k, jako například koks,dřevěné Lílílí, organické nebo anorganické sloučeniny. ako kovového rvozpouštědla se nejčaístěji .používá kovů skupiny železa, například Mn, Ni, Fe, Co nebo jejich slitin. Metoda syntézy diamantu je popsána v řadě pątentiL Spočívá V tom, že uhlíkatý materiál a kovové rozpouštědlo je podrobeno působením vysokých teplot a tlalků, při kterých dochází ke krystalické přeměně grafitu na diamant. Podle druhu použitého ronzpnonštědla mohou být použitý tlaky od 5 GPa a teploty con, 1 200 °C. Tiakto získané diamanty se často vyznačují tvarovon nedokonalosti, malou zrnitłostí i nižší výtěžností. Vliv podstatné vyšších tlaků a teplot, které jsou užltné p~ro efektivnější výtěžnost syntézy, vytvářejí předpoklady, které výrazně negativně ovlivňují životnost vysokotlaké aparatury, zejména trvanlivost matric a rarzníků, při zvýšené míře pravděpodobnosti destrukce ostatních komponent.Uvedené nevýhody odstraňuje způsob úpravy reakční náplně pro výrobu syntetických dialmantů, sestávající z uhlíku a rozpouštědla z kovů VII. a VIII. skupiny periodlckě soustavy prvků nebo jejich sľitin, s cíleui zvýšení podílu vyšších vellik-ostních frakcí syntetických diamantů podle vynálezu, jehož podstate spočíva v tom, že mezi jednotlivýníi koüončky grafitu a rozporuštědla je níezivrstva, vrstva nebo proklad z elektricky izolační látky, jejíž hmotnostní poměr ke graíitu je 0,001 až 15.Výhodou způsobu podle tohoto vynálezu je dosažení vyšší přeměny gnafitu na diamant, zviáště park closažeiíí vyšší výtěžnosti írakce nad 600 m.Aby byly uvedené nedostatky sníženy a bylo dosaženo efektivní konverze grafítu na dianí-ani, je nutno zajistit, aby syntéza probíhala za změněných jak termodynamických,tak i kínetických veličín. Tyto pak vytyčují rámec podmínek, za kterých by bylo možné požadované krystaly realizovat, ako látky ovlivňíljící výtěžnrost a růst syntetických diamantů je použito elektricky izolační látky,která je nanášena. formou roztoku, pasty na tíhlíkatý materiál, nebo vklädána ve formě lólie mezi rozpouštědlo a grafit. Vhodný límotnostííí poměr elektricky izolační látky ke gľüĺĺĺtt je 0,001 až 15.Izolační látkou se rozumí takový materiál, 4který má za normálních podmínek at 1 n. tlak-u a teploty 20 CJ v-oclivost menší než lüdřiQ/cm-ľ, nebo šírku zakázaného pásma,z hlediska pásmové teorie, větší než 3,0 elektrovnoltu.Vsázka byla uspciřádána takto vrstvy spektrálně čistého grailtu a rozpouštědla,jehož hlavní složkou byl níkl, byly vkladány do realkčního prostoru střídavě. Náplň byla zahřívána odp-orovýní ohřevem za tlaku clo 7 GPa na teplotu asi 1500 °C. Tyto podmínky trvalý asi 5 minut. Po snížení tlaku u teploty na normální podmínky byly získaný diamanty. Takový postup byl používán při výrobě diaímantü V součtasné době. U takto realizovaných syntéz se nedosahuje většího množství dianíantfí veliąkcnsti nad 400 m a jejich pevnoastní charakteristiky jsou průměrné.Použije-li se metody výše jiopsané a přidá-li se ke grafitu vhodný materiál s katalytickou schopností do reakčiíi nápině, způsob průběhu syntézy je obdobný jako vpředcházejícím případě, potom vzniknou diamanty, jejichž velikost je podstatné rozdílnější a pevnost podstatné vyšší. Materiálem,který vykazuje kata-lytickou funkcí jsou zde myšleny materiály - izolätory, například syntetická slída, siliciuní karbid, nitrid boru, Oliíĺld líliiííku a pod-obně. zásadou je, že materiál má charakter aktivátoru a musí tvořit souvislou vrstvu mezi grafítem a kovovým rozpouštědlem.V následujících příkladech je vynález popsán na základě experimentálních výsledků.Reakční sestava byla osazeíta spektrograficky čistým grafitem s rozpouštědlem na bázi Ni-Mn. Na graíitové kotoučky o tlouštce 2,5 mm byla nanesena vrstva pasty tvořená SiC a etylalkoholem. Po vysušení byly grafitově kvotouče střídíavě vrstveny s kovovými kotoučky síly 0,5 mm do reakční sestavy. Pasta obsahující izolátor byla přidávána v množství 0,36 hmot. vzhledem k hmotnosti grafitu.Takto přtpravená reaikční náplň byla vystavena ve vysokotlakém nástroji po dobu asi 20 min. teplotě 1 450 °C a tlaku 5,8 GPa.Bylo použito uspořádání jako u příkladu 1.Kotoučky rozpouštědlva byly ze slitiny Ni-Fe. Na plochy grafltu byla nanesena vrstva izolační látky ve formě směsi obsahující bor nitrid a líh v množství 0,5 hmot. k hmotnosti graíitu. Po vysušení byla sestava kompletována a podrobena po dobu 15 minut teplote 1 470 C a tlaku 5,2 GPa. Pro zabezpečení efektu výtěžnosti je možné použít vnitřní vodivé těieso, které prochází kotouč 260454Užite uspořádání jako u .příkladu 2.RozpmJštědlo tvoříly kobaltové krotoučky,grafitmré kotvoučky byly pmvnořovány do směsi N 10 s líhem tak, aby bylo dosaženc přírůstku N 10 V mnnžství 0,1 0/0 hmot. hmotnosti grafitu. Tíakto upravená reatmční náplň je podrobena půsrebení po dobu 25 min. teplwotě 1 500 °C a tlaku 7 GPa.Bylo použito uspořádání janko u příkladu 2.Rozponuštědle tvoorříly koteučky slitiny Ni-Co, na grafit-ové kotnoučky byla nanášena pasta AIN mtrid hliníku tak, aiby bylo dosaženo hmotnnstníhne přírůstłçu 0,015 °/o hmaot. graľitu. Takto upravená reakčxlí náplň je podrobena působení teploty 1 480 °C a tlaku 4,9 GPa po dobu 15 minut.Způsob flpravy retatkční náplně pro výrobu syntetických diarnantů, sestávajícĺ z uhlíku a rozpouštědlat z kovů VII. a VIII. skupiny perindícké eimstavy prvků nebo jejich slitin s cílem zvýšení podílu vyšších velikost nich frakcí syntetických diamantů vyznačený tím, že mezi kotoučky grafítu a Dozp 0 u~ štědlva se llSpůfřádá mezivrstva, vrstva nebo preklad z elektricky izolační látky, jejíž hmotnostní poměr ke grvafitu je 0,001 až 15.

MPK / Značky

MPK: C01B 31/06

Značky: diamantu, reakční, úpravy, způsob, syntetických, náplne, výrobu

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/3-260454-zpusob-upravy-reakcni-naplne-pro-vyrobu-syntetickych-diamantu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Způsob úpravy reakční náplně pro výrobu syntetických diamantů</a>

Podobne patenty