Структура и твердость монокристаллов природного алмаза октаэдрического габитуса в зависимости от условий баротермической обработки
Методами комбинационного рассеяние света и инфракрасной спектроскопии изучена эволюция структуры монокристаллов природного алмаза октаэдрического габитуса в зависимости от условий баротермической обработки. Установлено, что формирование при р = 8Г Па и Т = 1500 °C поликристаллической алмазной оболоч...
Saved in:
| Published in: | Сверхтвердые материалы |
|---|---|
| Date: | 2012 |
| Main Authors: | , , , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2012
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/125976 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Структура и твердость монокристаллов природного алмаза октаэдрического габитуса в зависимости от условий баротермической обработки / А.Н. Соколов, А.А. Шульженко, В.Г. Гаргин, М.Г. Лошак, Л.И. Александрова, А.С. Николенко, В.В. Стрельчук, А.Н. Катруша, А.М. Куцай // Сверхтвердые материалы. — 2012. — № 3. — С. 26-33. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860253322123935744 |
|---|---|
| author | Соколов, А.Н. Шульженко, А.А. Гаргин, В.Г. Лошак, М.Г. Александрова, Л.И. Николенко, А.С. Стрельчук, В.В. Катруша, А.Н. Куцай, А.М. |
| author_facet | Соколов, А.Н. Шульженко, А.А. Гаргин, В.Г. Лошак, М.Г. Александрова, Л.И. Николенко, А.С. Стрельчук, В.В. Катруша, А.Н. Куцай, А.М. |
| citation_txt | Структура и твердость монокристаллов природного алмаза октаэдрического габитуса в зависимости от условий баротермической обработки / А.Н. Соколов, А.А. Шульженко, В.Г. Гаргин, М.Г. Лошак, Л.И. Александрова, А.С. Николенко, В.В. Стрельчук, А.Н. Катруша, А.М. Куцай // Сверхтвердые материалы. — 2012. — № 3. — С. 26-33. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Сверхтвердые материалы |
| description | Методами комбинационного рассеяние света и инфракрасной спектроскопии изучена эволюция структуры монокристаллов природного алмаза октаэдрического габитуса в зависимости от условий баротермической обработки. Установлено, что формирование при р = 8Г Па и Т = 1500 °C поликристаллической алмазной оболочки вокруг монокристалла приводит к созданию в нем сложного структурно-напряженного состояния вследствие его пластической деформации, проявлением которого, в частности, является существенное (более чем в два раза) уширение характеристической алмазной линии (1332 см⁻¹) в спектре комбинационного рассеяние света и повышение твердости монокристалла со 105 до 120 ГПа.
З використанням методів комбінаційного розсіяння світла та інфрачервоної спектроскопії вивчено еволюцію структури монокристалів природного алмазу октаедричного габітусу в залежності від умов баротермічної обробки. Встановлено, що формування при р = 8 ГПа і Т = 1500 °C полікристалічної алмазної оболонки навколо монокристалу призводить до створення в ньому складного структурно-напруженого стану внаслідок його пластичної деформації, проявленням якого, зокрема, є суттєве (більш ніж в два рази) уширення характеристичної алмазної лінії (1332 см⁻¹) в спектрі комбінаційного розсіювання світла і підвищення твердості монокристала з 105 до 120 ГПа.
The structure evolution of octahedral natural diamond single crystals has been studied depending on the HPHT treatment using Raman scattering and infrared spectroscopy. It has been found that the formation of a polycrystalline diamond capsule around a single crystal at p = 8 GPa and T = 1500 °C gives rise to a combined structural–stressed state in the single crystal due to its plastic strain. This state has been manifested by a significantly (more than double) broadening of the characteristic line of diamond (1332 cm⁻¹) in the Raman spectrum and the increase of a single crystal hardness from 105 to 120 GPa.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:45:40Z |
| format | Article |
| fulltext |
www.ism.kiev.ua/stm 26
УДК 621.921.34:621.921.34–413:621.923.4:662.23.05
А. Н. Соколов, А. А. Шульженко, В. Г. Гаргин,
М. Г. Лошак, Л. И. Александрова, А. С. Николенко,
В. В. Стрельчук, А. Н. Катруша, А. М. Куцай (г. Киев)
Структура и твердость монокристаллов
природного алмаза октаэдрического
габитуса в зависимости от условий
баротермической обработки
Методами комбинационного рассеяние света и инфракрасной
спектроскопии изучена эволюция структуры монокристаллов природного алмаза
октаэдрического габитуса в зависимости от условий баротермической обра-
ботки. Установлено, что формирование при р = 8Г Па и Т = 1500 °C поликри-
сталлической алмазной оболочки вокруг монокристалла приводит к созданию в
нем сложного структурно-напряженного состояния вследствие его пластиче-
ской деформации, проявлением которого, в частности, является существенное
(более чем в два раза) уширение характеристической алмазной линии (1332 см–1)
в спектре комбинационного рассеяние света и повышение твердости монокри-
сталла со 105 до 120 ГПа.
Ключевые слова: алмаз, баротермическая обработка, пласти-
ческая деформация, твердость.
ВВЕДЕНИЕ
В институте Карнеги (США) был проведен цикл исследова-
ний по влиянию термообработки при высоких давлениях (НРНТ-обработка) в
области стабильности алмаза на физико-механические свойства природных,
синтетических и полученных CVD-методом монокристаллов алмаза [1, 2], в
результате которых были предложены способы получения ультратвердых (с
твердостью до 160 ГПа) и с высокой трещиностойкостью (KIс до 30 МПа·м1/2)
монокристаллов алмаза [3, 4]. В частности, было показано, что обработка
монокристаллов при температуре 2000–2700 °С и давлении 5–7 ГПа позволя-
ет повысить твердость монокристаллов природного алмаза типа Ia с 80 до
100 ГПа и типа IIa – со 100 до 150 ГПа. Авторы указывают, что возможной
причиной повышения твердости монокристаллов природного и синтетиче-
ского алмаза является изменение дефектно-примесной структуры, происхо-
дящее под влиянием трансформации дефектов, связанных, прежде всего, с
примесями азота. В случае же монокристалла CVD-алмаза повышение твер-
дости после баротермической обработки происходит благодаря увеличению в
нем внутренних напряжений.
Эффект повышения на 80 % твердости поликристаллического CVD-алмаза
(светлого), подвергнутого баротермической обработке (р = 8 ГПа, Т = 1570 К)
в процессе получения гибридного ультратвердого поликристаллического
композиционного материала, за счет пластической деформации алмазных
зерен в процессе формирования жесткого каркаса вокруг CVD-алмаза был
экспериментально установлен в [5].
© А. Н. СОКОЛОВ, А. А. ШУЛЬЖЕНКО, В. Г. ГАРГИН, М. Г. ЛОШАК, Л. И. АЛЕКСАНДРОВА,
А. С. НИКОЛЕНКО, В. В. СТРЕЛЬЧУК, А. Н. КАТРУША, А. М. КУЦАЙ, 2012
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2012, № 3 27
Цель настоящей работы – изучение влияния жесткого поликристалличе-
ского алмазного каркаса, формируемого вокруг монокристалла природного
алмаза в процессе его НРНТ-обработки, на его твердость.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ
Для экспериментов были ис-
пользованы монокристаллы при-
родного алмаза октаэдрического
габитуса с размером ребра 0,8 мм
(рис. 1).
НРНТ-обработку монокристал-
лов алмаза проводили согласно
методикам, приведенным в [5, 6].
Фурье-трансформированные
инфракрасные спектры (ФТИК-
спектры) получены в режиме
“трансмиссии” на спектрометре
Bruker Optik Vector 22, соединен-
ном с ИК-микроскопом Bruker
IRscope I (A590). Детектор охлаж-
дался жидким азотом. Диафрагма
составляла 50–100 мкм. ИК-луч
проходил через противоположные грани октаэдра (111). Концентрацию азота
в центрах А и С определяли компьютерным разложением ИК-спектра в од-
нофононной области на соответствующие компоненты с последующим рас-
четом их концентраций по известным коэффициентам поглощения [7].
Спектры комбинационного рассеяния света (КРС) получены при помощи
спектрометра Horiba Jobin Yvon T64000, оснащенного конфокальным микро-
скопом Olympus BX41. В качестве источника оптического возбуждения ис-
пользовали дискретную линию излучения Ar-Kr-лазера (λ = 514,5 нм). Лазер-
ный луч фокусировали на образце в точку диаметром ∼ 0,2–0,5 мкм. Про-
странственное спектральное картографирование исследованного образца
проводили при помощи перемещения автоматизированного столика с шагом
0,1 мкм. Точность определения частоты спектральной линии была равна
∼ 0,15 см–1.
Твердость образцов определяли с помощью микротвердомера ПМТ-3 с
использованием в качестве индентора алмазной пирамиды Виккерса [8] при
нагрузке на индентор 4,9 Н. Величину диагоналей отпечатка замеряли с по-
мощью оптического микроскопа Неофот при увеличении 800.
При измерении твердости осуществляли постоянный контроль состояния
вершины алмазной пирамиды. В случае отклонения размера диагоналей от-
печатка от начальной величины более чем на 3 % алмазную пирамиду пере-
ограняли. В процессе измерения твердости в использованном диапазоне на-
грузок не были отмечены случаи разрушения индентора.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Из анализа ФТИК-спектра (рис. 2), полученного от исходного монокри-
сталла природного алмаза октаэдрического габитуса, следует, что это не чис-
тый А-тип, несмотря на малую (меньше 10 %) степень агрегации азотных
дефектов в В-центры, поскольку помимо некоторого количества В-центров
присутствует также ярко выраженный пик дефектов типа “плетелетс”, кото-
Рис. 1. Исходные монокристаллы природного
алмаза октаэдрического габитуса.
www.ism.kiev.ua/stm 28
рые всегда сопровождают появление В-центров, т. е. исследованный моно-
кристалл по физической классификации относится к типу IaAB.
3000 2500 2000 1500 1000
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
П
ог
ло
щ
ен
и
е,
о
тн
. е
д.
Волновое число, см
–1
Рис. 2. ФТИК-спектр поглощения, полученный от исходного монокристалла природного
алмаза.
Общая концентрация азотных ИК-активных центров достаточно высокая
(> 450–880 ppm, т. е. 7,8⋅1019–1,5⋅1020 см–3). На всех спектрах присутствует
незначительный пик 3107 см–1, который показывает наличие в решетке водо-
рода, образующего С–Н-связи.
Ниже на рис. 3 приведены ФТИК-спектры, полученные после термичес-
кой обработки монокристаллов алмаза в среде графита при давлении 8 ГПа и
температурах 1800 и 2150 °С.
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
П
ог
ло
щ
ен
и
е,
о
тн
. е
д.
Волновое число, см
–1
1
2
а
Рис. 3. ФТИК-спектры поглощения монокристалла природного алмаза типа IaAB до (1) и
после (2) термобарической обработки в среде графита при р = 8 ГПа, Т = 1800 (а) и
2150 (б) °С.
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2012, № 3 29
3500 3000 2500 2000 1500 1000
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
П
ог
ло
щ
ен
и
е,
о
тн
. е
д.
Волновое число, см
–1
1
2
б
Рис. 3. (Продолжение).
На рис. 4 показаны однофононные дефектно зависимые части приведен-
ных выше спектров поглощения.
1400 1300 1200 1100 1000
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
П
ог
ло
щ
ен
и
е,
о
тн
. е
д.
Волновое число, см
–1
1
2
а
1400 1300 1200 1100 1000
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
П
ог
ло
щ
ен
и
е,
о
тн
. е
д.
Волновое число, см
–1
1
2
б
Рис. 4. Однофононная дефектно зависимая часть спектра ФТИК-поглощения монокри-
сталла природного алмаза типа IaAB до (1) и после (2) термобарической обработки в среде
графита при р = 8 ГПа, Т = 1800 (а) и 2150 (б) °С.
www.ism.kiev.ua/stm 30
Как следует из рис. 3 и 4, характер изменения ФТИК-спектров после
НРНТ-обработки в целом стандартный для выбранного (1800–2150 °C) ин-
тервала температур [9]. Обращает на себя внимание резкое ослабление пика
дефектов плейтелитс (1360–1370 см–1), что означает их разрушение. Поэтому
можно сказать, что в кристаллах стало значительно меньше протяженных
дефектов.
В то же время имеет место зависимость характера ФТИК-спектров от тем-
пературы обработки, а именно, в образце, обработанном при Т = 2150 °C,
удалось зарегистрировать появление одиночных парамагнитных центров С
(1344 см–1) в отличие от образца, обработанного при Т = 1800 °C, где такие
центры не образовались. Это хорошо согласуется с теорией и практикой пре-
образования азотных центров при НРНТ-обработке – распад А-центров и их
превращение в С-центры начинается при Т = 2150 °C. Косвенным подтвер-
ждением этого является и изменение цвета кристаллов: образец, обработан-
ный при Т = 1800 °C остается бесцветным, а образец, обработанный при Т =
2150 °C становится желтым (в том числе за счет парамагнитных С-центров).
Таким образом, в первом случае тип алмаза по физической классификации не
изменился, т. е. остался IaAB, а во втором – стал IaAB + Ib [10].
В табл. 1 приведены результаты спектрального картографирования мето-
дом КРС исходного монокристалла природного алмаза.
Таблица 1. Спектральное картографирование методом КРС
исходного образца монокристалла природного алмаза
Место измерения Положение линии, см–1 Полуширина линии, см–1
Центр монокристалла 1331,95 3,5
Край 1 1332,0 3,48
Край 2 1331,98 3,43
Как следует из табл. 1, исходный монокристалл характеризуется однород-
ной кристаллической структурой (уширение линии КРС в различных точках
монокристалла отличается несущественно).
На рис. 5 показан шлиф образца, представляющего собой этот же моно-
кристалл в поликристаллической алмазной оболочке, сформированной в ус-
ловиях высоких давлений (8 ГПа) и температур (1500 °С) в соответствии со
способом, описанным в [5], а в табл. 2 приведены результаты спектрального
картографирования методом КРС данного образца (измерения проводили в
точках, обозначенных на рис. 6).
Таблица 2. Спектральное картографирование методом КРС
монокристалла природного алмаза октаэдрического габитуса
в поликристаллической алмазной оболочке
Место измерения Положение линии, см–1 Полуширина линии, см–1
1 (монокристалл) 1332,11 3,7
2 (монокристалл) 1332,14 3,6
3 (монокристалл) 1331,81 3,7
4 (монокристалл) 1331,76 7,9
5 (поликристаллическая алмазная
оболочка)
1330,81 9,3
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2012, № 3 31
I
II
III
Рис. 5. Шлиф монокристалла природного алмаза октаэдрического габитуса поликрис-
таллическойю алмазной оболочке: I – поликристаллическая алмазная оболочка; II – моно-
кристалл природного алмаза; III – трещина в монокристалле.
1
2
3
4
5
II
III
I
Рис. 6. Точки (1–5) записи спектров КРС (см. табл. 2) природного алмаза октаэдрического
габитуса в поликристаллической алмазной оболочке: I – поликристаллическая алмазная
оболочка; II – монокристалл природного алмаза; III – трещина в монокристалле.
Как видно из представленных выше данных, формирование в условиях
высоких давлений и температур вокруг монокристалла жесткого поликри-
сталлического алмазного каркаса сопровождается образованием в монокри-
сталле трещин (см. рис. 5), причиной которых является неоднородность дав-
ления и температуры по объему ячейки высокого давления. Существенное
(более чем в 2 раза) уширение линии в спектре КРС в контактирующих об-
ластях монокристалла и поликристаллической оболочке (см. табл. 2) является
проявлением сложного структурно-напряженного состояния, сформирован-
ного в условиях высоких давлений и температур. Это в конечном итоге при-
водит к увеличению твердости материала – на рис. 7 показаны отпечатки
индентора Виккерса при нагрузке 4,9 Н в центральной части монокристалла и
в области, прилегающей к поликристаллической алмазной оболочке (вблизи
точки 4, см. рис. 6).
Если в исходном монокристалле твердость по Виккерсу при нагрузке на
индентор 4,9 Н составляет в среднем 105 ГПа и мало отличается как в цен-
тральной его части, так и на периферии, то после формирования поли-
кристаллической оболочки в результате НРНТ-обработки вокруг монокри-
сталла алмаза ситуация изменяется – в центральной части (см. рис. 7, а) твер-
дость практически не изменяется, а в периферийных областях с наибольшими
напряжениями (см. рис. 7, б) твердость возрастает со 105 до 120 ГПа.
www.ism.kiev.ua/stm 32
50 мкм
III
а
50 мкм
III
II
I
б
Рис. 7. Отпечатки индентора Виккерса при нагрузке 4,9 Н в центральной части монокрис-
талла алмаза (а) и в области, прилегающей к поликристаллической алмазной оболочке (б):
I – поликристаллическая алмазная оболочка; II – монокристалл природного алмаза; III –
отпечатки.
Как отмечено выше (см. ФТИК- спектры поглощения), в исследуемых мо-
нокристаллах природного алмаза, подвергнутых термобарической обработке
при температурах ниже 2150 °С, не изменяется дефектно-примесный состав.
А поскольку формирование при высоком давлении поликристаллической
алмазной оболочки вокруг монокристалла проводили при Т = 1500 °С [5], то
возникновение структурно-напряженного состояния в монокристалле, как
предполагается в [1–4], не может быть следствием изменения дефектно-
примесной структуры, происходящего под влиянием трансформации дефек-
тов, связанных с примесями азота.
Анализ спектров КРС монокристалла природного алмаза октаэдрического
габитуса, находящегося в поликристаллической алмазной оболочке, сформи-
рованной в условиях высоких давлений и температур, позволяет сделать вы-
вод об общем механизме повышения как его твердости при спекании в
НРНТ-условиях, так и твердости спекаемого по такой же схеме CVD-алмаза
[11], а именно, за счет создании в них сложного структурно-напряженного
состояния.
ВЫВОДЫ
При изучении характера изменения ФТИК-спектров поглощения установ-
лено, что после НРНТ-обработки в среде графита при 1800 °C тип алмаза по
физической классификации не изменяется, т. е. остается IaAB, а после обра-
ботки при 2150 °C – изменяется на IaAB + Ib.
Формирование при р = 8 ГПа и Т = 1500 °C поликристаллической алмаз-
ной оболочки вокруг монокристалла приводит к созданию в нем вследствие
пластической деформации сложного структурно-напряженного состояния,
проявлением которого, в частности, является существенное (более чем в два
раза) уширение характеристической алмазной линии в спектре КРС и повы-
шение твердости монокристалла со 105 до 120 ГПа.
З використанням методів комбінаційного розсіяння світла та інфра-
червоної спектроскопії вивчено еволюцію структури монокристалів природного алмазу
октаедричного габітусу в залежності від умов баротермічної обробки. Встановлено, що
формування при р = 8 ГПа і Т = 1500 °C полікристалічної алмазної оболонки навколо
монокристалу призводить до створення в ньому складного структурно-напруженого
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2012, № 3 33
стану внаслідок його пластичної деформації, проявленням якого, зокрема, є суттєве
(більш ніж в два рази) уширення характеристичної алмазної лінії (1332 см–1) в спектрі
комбінаційного розсіювання світла і підвищення твердості монокристала з 105 до
120 ГПа.
Ключові слова: алмаз, баротермічна обробка, пластична деформація,
твердість.
The structure evolution of octahedral natural diamond single crystals has
been studied depending on the HPHT treatment using Raman scattering and infrared
spectroscopy. It has been found that the formation of a polycrystalline diamond capsule around a
single crystal at p = 8 GPa and T = 1500 °C gives rise to a combined structural–stressed state in
the single crystal due to its plastic strain. This state has been manifested by a significantly (more
than double) broadening of the characteristic line of diamond (1332 cm–1) in the Raman spec-
trum and the increase of a single crystal hardness from 105 to 120 GPa.
Keywords: diamond, HPHT treatment, plastic strain, hardness.
1. Yan C., Mao H., Li W. Ultrahard diamond single crystals from chemical vapor deposition //
Phys. Stat. Sol. A. – 2004. – 201, N 4. – P. R25–R27.
2. Liang Q., Yan Ch., Meng Y. et al. Enhancing the mechanical properties of single-crystal CVD
diamond // J. Phys.: Condens. Matter. – 2009. – 21, N 36, art. 364215.
3. Pat. 7115241 US, IPC C30B21/02, C30B23/00. Ultrahard diamonds and method of making
thereof / R. J. Hemley, Ho-Kwang Mao, Chih-shiue Yan. – Publ. 03.10.2006.
4. Pat. 7157067 US, IPC C30B25/10, C30B29/04. Tough diamonds and method of making
thereof / R. J. Hemley, Ho-Kwang Mao, Chih-shiue Yan. – Publ. 02.01.2007.
5. Шульженко А. А., Ашкинази Е. Е., Соколов А. Н. и др. Новый гибридный ультратвердый
материал // Сверхтв. материалы. – 2010. – № 5. – С. 3–14.
6. Катруша А. Н., Заневский О. А., Шевчук С. Н. и др. Влияние давления на агрегацион-
ные характеристики примеси азота в монокристаллах алмаза // Породоразрушающий и
металлообрабатывающий инструмент – техника, технология его изготовления и приме-
нения.– Киев: ИСМ НАН Украины, 2009. – Вып. 12. – С. 204–207.
7. De Weerdt F., Collins A. T. The influence of pressure on high-pressure, high-temperature
annealing of type Ia diamond // Diamond Rel. Mater. – 2003. – 12. – P. 507–510.
8. Глазов В. М., Вигдорович В. Н. Микротвердость металлов и полупроводников. – М.:
Металлургия, 1969. – 248 с.
9. Винс В. Г., Елисеев А. П. Влияние отжига при высоких давлениях и температурах на де-
фектно-примесную структуру природных алмазов // Перспективные материалы. – 2010.
– № 1. – С. 49–57.
10. Винс В. Г., Елисеев А. П., Сарин В. А. Физические основы современных методов обла-
гораживания природных алмазов и бриллиантов // Драгоценные металлы. Драгоцен-
ные камни. – 2008. – 180, № 12. – С. 155–163; 2009. – 182, № 2. – С. 132–145; 2009. –
183, № 3. – С. 127–148. – http://vinsdiam.com/?l=ru&id=?lt_3
11. Шульженко А. А., Ашкинази Е. Е., Богданов Р. К. Гибридный алмазный композицион-
ный поликристаллический материал и его свойства // Породоразрушающий и металло-
обрабатывающий инструмент – техника, технология его изготовления и применения. –
Киев: ИСМ НАН Украины, 2010. – Вып. 13. – С. 214–223.
Ин-т сверхтвердых материалов Поступила 02.04.12
им. В. Н. Бакуля НАН Украины
Ин-т физики полупроводников
им. В. Е. Лашкарева НАН Украины
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-125976 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0203-3119 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:45:40Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Соколов, А.Н. Шульженко, А.А. Гаргин, В.Г. Лошак, М.Г. Александрова, Л.И. Николенко, А.С. Стрельчук, В.В. Катруша, А.Н. Куцай, А.М. 2017-11-11T09:34:27Z 2017-11-11T09:34:27Z 2012 Структура и твердость монокристаллов природного алмаза октаэдрического габитуса в зависимости от условий баротермической обработки / А.Н. Соколов, А.А. Шульженко, В.Г. Гаргин, М.Г. Лошак, Л.И. Александрова, А.С. Николенко, В.В. Стрельчук, А.Н. Катруша, А.М. Куцай // Сверхтвердые материалы. — 2012. — № 3. — С. 26-33. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 0203-3119 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/125976 621.921.34:621.921.34–413:621.923.4:662.23.05 Методами комбинационного рассеяние света и инфракрасной спектроскопии изучена эволюция структуры монокристаллов природного алмаза октаэдрического габитуса в зависимости от условий баротермической обработки. Установлено, что формирование при р = 8Г Па и Т = 1500 °C поликристаллической алмазной оболочки вокруг монокристалла приводит к созданию в нем сложного структурно-напряженного состояния вследствие его пластической деформации, проявлением которого, в частности, является существенное (более чем в два раза) уширение характеристической алмазной линии (1332 см⁻¹) в спектре комбинационного рассеяние света и повышение твердости монокристалла со 105 до 120 ГПа. З використанням методів комбінаційного розсіяння світла та інфрачервоної спектроскопії вивчено еволюцію структури монокристалів природного алмазу октаедричного габітусу в залежності від умов баротермічної обробки. Встановлено, що формування при р = 8 ГПа і Т = 1500 °C полікристалічної алмазної оболонки навколо монокристалу призводить до створення в ньому складного структурно-напруженого стану внаслідок його пластичної деформації, проявленням якого, зокрема, є суттєве (більш ніж в два рази) уширення характеристичної алмазної лінії (1332 см⁻¹) в спектрі комбінаційного розсіювання світла і підвищення твердості монокристала з 105 до 120 ГПа. The structure evolution of octahedral natural diamond single crystals has been studied depending on the HPHT treatment using Raman scattering and infrared spectroscopy. It has been found that the formation of a polycrystalline diamond capsule around a single crystal at p = 8 GPa and T = 1500 °C gives rise to a combined structural–stressed state in the single crystal due to its plastic strain. This state has been manifested by a significantly (more than double) broadening of the characteristic line of diamond (1332 cm⁻¹) in the Raman spectrum and the increase of a single crystal hardness from 105 to 120 GPa. ru Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України Сверхтвердые материалы Получение, структура, свойства Структура и твердость монокристаллов природного алмаза октаэдрического габитуса в зависимости от условий баротермической обработки Structure and hardness of octahedral natural diamond single crystals depending on the HPHT treatment conditions Article published earlier |
| spellingShingle | Структура и твердость монокристаллов природного алмаза октаэдрического габитуса в зависимости от условий баротермической обработки Соколов, А.Н. Шульженко, А.А. Гаргин, В.Г. Лошак, М.Г. Александрова, Л.И. Николенко, А.С. Стрельчук, В.В. Катруша, А.Н. Куцай, А.М. Получение, структура, свойства |
| title | Структура и твердость монокристаллов природного алмаза октаэдрического габитуса в зависимости от условий баротермической обработки |
| title_alt | Structure and hardness of octahedral natural diamond single crystals depending on the HPHT treatment conditions |
| title_full | Структура и твердость монокристаллов природного алмаза октаэдрического габитуса в зависимости от условий баротермической обработки |
| title_fullStr | Структура и твердость монокристаллов природного алмаза октаэдрического габитуса в зависимости от условий баротермической обработки |
| title_full_unstemmed | Структура и твердость монокристаллов природного алмаза октаэдрического габитуса в зависимости от условий баротермической обработки |
| title_short | Структура и твердость монокристаллов природного алмаза октаэдрического габитуса в зависимости от условий баротермической обработки |
| title_sort | структура и твердость монокристаллов природного алмаза октаэдрического габитуса в зависимости от условий баротермической обработки |
| topic | Получение, структура, свойства |
| topic_facet | Получение, структура, свойства |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/125976 |
| work_keys_str_mv | AT sokolovan strukturaitverdostʹmonokristallovprirodnogoalmazaoktaédričeskogogabitusavzavisimostiotusloviibarotermičeskoiobrabotki AT šulʹženkoaa strukturaitverdostʹmonokristallovprirodnogoalmazaoktaédričeskogogabitusavzavisimostiotusloviibarotermičeskoiobrabotki AT garginvg strukturaitverdostʹmonokristallovprirodnogoalmazaoktaédričeskogogabitusavzavisimostiotusloviibarotermičeskoiobrabotki AT lošakmg strukturaitverdostʹmonokristallovprirodnogoalmazaoktaédričeskogogabitusavzavisimostiotusloviibarotermičeskoiobrabotki AT aleksandrovali strukturaitverdostʹmonokristallovprirodnogoalmazaoktaédričeskogogabitusavzavisimostiotusloviibarotermičeskoiobrabotki AT nikolenkoas strukturaitverdostʹmonokristallovprirodnogoalmazaoktaédričeskogogabitusavzavisimostiotusloviibarotermičeskoiobrabotki AT strelʹčukvv strukturaitverdostʹmonokristallovprirodnogoalmazaoktaédričeskogogabitusavzavisimostiotusloviibarotermičeskoiobrabotki AT katrušaan strukturaitverdostʹmonokristallovprirodnogoalmazaoktaédričeskogogabitusavzavisimostiotusloviibarotermičeskoiobrabotki AT kucaiam strukturaitverdostʹmonokristallovprirodnogoalmazaoktaédričeskogogabitusavzavisimostiotusloviibarotermičeskoiobrabotki AT sokolovan structureandhardnessofoctahedralnaturaldiamondsinglecrystalsdependingonthehphttreatmentconditions AT šulʹženkoaa structureandhardnessofoctahedralnaturaldiamondsinglecrystalsdependingonthehphttreatmentconditions AT garginvg structureandhardnessofoctahedralnaturaldiamondsinglecrystalsdependingonthehphttreatmentconditions AT lošakmg structureandhardnessofoctahedralnaturaldiamondsinglecrystalsdependingonthehphttreatmentconditions AT aleksandrovali structureandhardnessofoctahedralnaturaldiamondsinglecrystalsdependingonthehphttreatmentconditions AT nikolenkoas structureandhardnessofoctahedralnaturaldiamondsinglecrystalsdependingonthehphttreatmentconditions AT strelʹčukvv structureandhardnessofoctahedralnaturaldiamondsinglecrystalsdependingonthehphttreatmentconditions AT katrušaan structureandhardnessofoctahedralnaturaldiamondsinglecrystalsdependingonthehphttreatmentconditions AT kucaiam structureandhardnessofoctahedralnaturaldiamondsinglecrystalsdependingonthehphttreatmentconditions |