19. Как синтезируют новые материалы в ударной волне в системе металл – жидкость?

Измерения давления манганиновыми датчиками и изучение фазового состава поверхности позволили установить, что образование на поверхности пластин карбидов металла происходит при превышении давления в жидкости некоторой критической величины. Образование карбидов металла, например, на титановой пластине происходило при достижении давления в четыреххлористом углероде 13 ГПА, в глицерине – 13,6 ГПА, бензоле –14 ГПА.

Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что при действии косых ударных волн на поверхность металла через слой углеродосодержащих жидкостей на поверхности титановых, вольфрамовых и никелевых пластин образуются карбиды.

19. Каковы основы синтеза алмазных частиц при ударно-волновой обработке смесей графита с металлами?

С помощью ударно-волновой обработки смесей графита с металлами при давлении в ударной волне до нескольких десятков ГПа получают нанокристаллические алмазные порошки со средним размером частиц 4 нм.

19. Каковы отличия детонации конденсированных взрывчатых веществ с отрицательным кислородным балансом?

конденсированные взрывчатые вещества с отрицательным кислородным балансом, т. е. разлагающиеся с выделением свободного углерода, из которого и образуется алмазная фаза.

Синтезированный алмазный порошок образуется в зоне химического разложения за время не более 0,4 мкс и состоит из компактных кубических частиц со средним размером около 4 нм. Использование более мощных взрывчатых веществ позволяет получить более крупные – до 1 мкм – частицы алмаза. Давления в сотни тысяч атмосфер и температуры до нескольких тысяч градусов, характеризующие детонационный процесс, соответствуют области термодинамической устойчивости алмазной фазы на Р–T-диаграмме возможных состояний углерода (рис. 5.1), поэтому применение детонационного метода для синтеза алмаза в динамических условиях вполне

естественно. Вместе с тем надо иметь в виду, что при малом времени существования высоких давлений и температур, необходимых для образования алмаза, важное значение принадлежит кинетике образования и роста зародышей алмазной фазы. Подтверждением этого является, например, взрывное разложение тринитротолуола, при котором выделяется максимальное количество свободного углерода и параметры детонационной волны в плоскости Чепмена – Жуге (Р ~18 ГПа, T = 3500 К), когда химическая реакция уже практически закончилась, соответствуют области устойчивости алмазной фазы (рис. 5.1). Однако детонация тринитротолуола не дает заметного выхода алмазной фазы [6]. Для достижения заметного выхода алмазного порошка при детонации взрывчатых веществ потребовались более мощные составы, благодаря чему удалось повысить создаваемые ударной волной давление и температуру. Обычно для получения ультрадисперсных алмазных порошков используют смеси тринитротолуола и гексогена в соотношении по массе 50:50 или 60:40 [6, 7]. Для этих смесей давление и температура в

детонационной волне составляют P > 15 ГПа и Т > 3000 К.