Содержание примесных элементов в алмазной шихте и детонационных наноалмазах после азотнокислой очистки
Исследовано влияние состава оболочки заряда взрывчатого вещества и его модификации различными соединениями на выход ДНА, АШ, содержание примесей и их элементный состав. При соответствующем подборе соединений можно увеличить выход АШ до 18,6 % (по массе), а ДНА – до 7,6 % (по массе); снизить количест...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Сверхтвердые материалы |
|---|---|
| Datum: | 2018 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2018
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/166867 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Содержание примесных элементов в алмазной шихте и детонационных наноалмазах после азотнокислой очистки / В.Ю. Долматов // Сверхтвердые материалы. — 2018. — № 2. — С. 89-102. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-166867 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Долматов, В.Ю. 2020-03-06T20:40:10Z 2020-03-06T20:40:10Z 2018 Содержание примесных элементов в алмазной шихте и детонационных наноалмазах после азотнокислой очистки / В.Ю. Долматов // Сверхтвердые материалы. — 2018. — № 2. — С. 89-102. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 0203-3119 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/166867 666.233 Исследовано влияние состава оболочки заряда взрывчатого вещества и его модификации различными соединениями на выход ДНА, АШ, содержание примесей и их элементный состав. При соответствующем подборе соединений можно увеличить выход АШ до 18,6 % (по массе), а ДНА – до 7,6 % (по массе); снизить количество примесей в АШ до 0,23 % (по массе), а в ДНА – до 0,3 % (по массе). Содержание фосфора в АШ доводили до 0,665 % (по массе), а в ДНА – до 0,244 % (по массе); содержание бора доводили до 0,96 % (по массе) в АШ, а в ДНА – до 0,472 % (по массе). Досліджено вплив складу оболонки заряду вибухової речовини і його модифікації різними сполуками на вихід ДНА, АШ, вміст домішок і їх елементний склад. При відповідному підборі сполук можна збільшити вихід АШ до 18,6 % (за масою), а ДНА – до 7,6 % (за масою); знизити кількість домішок в АШ до 0,23 % (за масою), а в ДНА – до 0,3 % (за масою). Вміст фосфору в АШ доводили до 0,665 % (за масою), а в ДНА – до 0,244 % (за масою); вміст бору доводили до 0,96 % (за масою) в АШ, а в ДНА – до 0,472 % (за масою). The influence of the explosive charge shell composition and the explosive charge modification by various compounds on the yield of DND and DS, content of impurities and their elemental composition has been studied. With proper choice compounds, one can increase the DS yield to 18.6 wt % and the DND yield to 7.6 wt %, reduce the amount of impurities down to 0.23 wt % in DS and to 0.3 wt % in DND. The phosphorus concentration was brought to 0.665 wt % in DS and to 0.244 wt % in DND; the boron content was brought to 0.96 wt % in DS and to 0.472 wt % in DND. ru Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України Сверхтвердые материалы Инструмент, порошки, пасты Содержание примесных элементов в алмазной шихте и детонационных наноалмазах после азотнокислой очистки The amount of impurity elements in diamond-containing soot and detonation nanodiamonds upon nitric acid treatment Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Содержание примесных элементов в алмазной шихте и детонационных наноалмазах после азотнокислой очистки |
| spellingShingle |
Содержание примесных элементов в алмазной шихте и детонационных наноалмазах после азотнокислой очистки Долматов, В.Ю. Инструмент, порошки, пасты |
| title_short |
Содержание примесных элементов в алмазной шихте и детонационных наноалмазах после азотнокислой очистки |
| title_full |
Содержание примесных элементов в алмазной шихте и детонационных наноалмазах после азотнокислой очистки |
| title_fullStr |
Содержание примесных элементов в алмазной шихте и детонационных наноалмазах после азотнокислой очистки |
| title_full_unstemmed |
Содержание примесных элементов в алмазной шихте и детонационных наноалмазах после азотнокислой очистки |
| title_sort |
содержание примесных элементов в алмазной шихте и детонационных наноалмазах после азотнокислой очистки |
| author |
Долматов, В.Ю. |
| author_facet |
Долматов, В.Ю. |
| topic |
Инструмент, порошки, пасты |
| topic_facet |
Инструмент, порошки, пасты |
| publishDate |
2018 |
| language |
Russian |
| container_title |
Сверхтвердые материалы |
| publisher |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
The amount of impurity elements in diamond-containing soot and detonation nanodiamonds upon nitric acid treatment |
| description |
Исследовано влияние состава оболочки заряда взрывчатого вещества и его модификации различными соединениями на выход ДНА, АШ, содержание примесей и их элементный состав. При соответствующем подборе соединений можно увеличить выход АШ до 18,6 % (по массе), а ДНА – до 7,6 % (по массе); снизить количество примесей в АШ до 0,23 % (по массе), а в ДНА – до 0,3 % (по массе). Содержание фосфора в АШ доводили до 0,665 % (по массе), а в ДНА – до 0,244 % (по массе); содержание бора доводили до 0,96 % (по массе) в АШ, а в ДНА – до 0,472 % (по массе).
Досліджено вплив складу оболонки заряду вибухової речовини і його модифікації різними сполуками на вихід ДНА, АШ, вміст домішок і їх елементний склад. При відповідному підборі сполук можна збільшити вихід АШ до 18,6 % (за масою), а ДНА – до 7,6 % (за масою); знизити кількість домішок в АШ до 0,23 % (за масою), а в ДНА – до 0,3 % (за масою). Вміст фосфору в АШ доводили до 0,665 % (за масою), а в ДНА – до 0,244 % (за масою); вміст бору доводили до 0,96 % (за масою) в АШ, а в ДНА – до 0,472 % (за масою).
The influence of the explosive charge shell composition and the explosive charge modification by various compounds on the yield of DND and DS, content of impurities and their elemental composition has been studied. With proper choice compounds, one can increase the DS yield to 18.6 wt % and the DND yield to 7.6 wt %, reduce the amount of impurities down to 0.23 wt % in DS and to 0.3 wt % in DND. The phosphorus concentration was brought to 0.665 wt % in DS and to 0.244 wt % in DND; the boron content was brought to 0.96 wt % in DS and to 0.472 wt % in DND.
|
| issn |
0203-3119 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/166867 |
| citation_txt |
Содержание примесных элементов в алмазной шихте и детонационных наноалмазах после азотнокислой очистки / В.Ю. Долматов // Сверхтвердые материалы. — 2018. — № 2. — С. 89-102. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT dolmatovvû soderžanieprimesnyhélementovvalmaznoišihteidetonacionnyhnanoalmazahposleazotnokisloiočistki AT dolmatovvû theamountofimpurityelementsindiamondcontainingsootanddetonationnanodiamondsuponnitricacidtreatment |
| first_indexed |
2025-11-24T02:49:00Z |
| last_indexed |
2025-11-24T02:49:00Z |
| _version_ |
1850837092395909120 |
| fulltext |
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2018, № 2 89
Инструмент, порошки, пасты
УДК 666.233
В. Ю. Долматов
ФГУП СКТБ “Технолог”, г. Санкт-Петербург, Россия
diamondcentre@mail.ru
Содержание примесных элементов
в алмазной шихте и детонационных
наноалмазах после азотнокислой очистки
Исследовано влияние состава оболочки заряда взрывчатого ве-
щества и его модификации различными соединениями на выход ДНА, АШ, со-
держание примесей и их элементный состав. При соответствующем подборе
соединений можно увеличить выход АШ до 18,6 % (по массе), а ДНА – до 7,6 %
(по массе); снизить количество примесей в АШ до 0,23 % (по массе), а в ДНА –
до 0,3 % (по массе). Содержание фосфора в АШ доводили до 0,665 % (по массе),
а в ДНА – до 0,244 % (по массе); содержание бора доводили до 0,96 % (по массе)
в АШ, а в ДНА – до 0,472 % (по массе).
Ключевые слова: детонационный синтез, детонационные нано-
алмазы, ДНА, алмазная шихта, АШ, несгораемые примеси, бронировка (оболоч-
ка) заряда, допирование наноалмазов, элементный состав примесей.
ВВЕДЕНИЕ
Одним из основных показателей качества алмазной шихты
(АШ) и детонационных наноалмазов (ДНА) является содержание в них не
свойственных алмазу примесей-оксидов металлов и некоторых неметаллов
(например, SiO2) [1–4]. Данные примеси могут оказать негативное воздейст-
вие на любую матрицу при их использовании в композиционных материалах
(например, в полимерах), учитывая значительное число металлов переменной
валентности (Fe, Ti, Cr, Al, Mn, W, Pb и т. д.), которые могут оказаться ката-
лизаторами или ингибиторами процессов полимеризации.
Кроме того, наличие не удаленных примесей может негативно сказаться
на качестве полируемых плоскостей (полирующие составы), на поверхностях
пар трения (масла и смазки с ДНА), при использовании ДНА в медицине.
Таким образом, качество АШ и химической очистки ДНА являются важ-
нейшими факторами, определяющими возможность их использования.
К числу последних значимых работ в этом направлении следует отнести
диссертацию Д. С. Волкова [5]. В табл. 1 указаны промышленно производи-
мые марки ДНА, исследованные в данной работе. Методом атомно-
© В. Ю. ДОЛМАТОВ, 2018
www.ism.kiev.ua/stm 90
эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-АЭС) в
[5] было исследовано 22 образца ДНА разных производителей и различного
качества, включая ДНА-ТАН и ДНА-СТП производства ФГУП “СКТБ “Тех-
нолог”. В ДНА было обнаружено до 70 элементов. Нижние границы опреде-
ляемых содержаний – 1 ppm для Al, As, Ba, Be, Bi, B, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cu,
Dy, Er, Eu, Ga, Gd, Ho, In, Fe, La, Pb, Li, Lu, Mg, Mn, Nd, Ni, P, K, Pr, Re, Sm,
Sc, Se, S, Na, Sr, Tb, Te, Th, Tm, U, V, Yb, Y, Zn, Sb, Ge, Hf, Mo, Nb, Si, Ag,
Ta, Te, Sn, Ti, W, Zr, Au, Ir, Os, Pd, Pt, Rh, Ru и 100 ppm для Cs и Rb. Относи-
тельное стандартное отклонение воспроизводимости в диапазоне 1–
10000 ppm составляет 0,05–0,1.
Таблица 1. Торговые марки исследованных наноалмазов (ДНА) [5]
Обозначение Торговая марка НА, фракция Производитель
RUDDM (1) a
RUDDM (2) a
RUDDM (3) a
Модифицированные наноалмазы марки
RUDDM, фракция 0–150 нм
RUDDM
нефракционированные
Модифицированные наноалмазы марки
RUDDM, нефракционированные
RDDM Модифицированные наноалмазы марки
RDDM, фракция 0–125 нм
“Реал Дзержинск”,
г. Дзержинск, Россия
SDND Single-Digit NanoDiamonds,
“одиночные” наноалмазы
WND WND
G Очищенные наноалмазы марки G
G01 NanoPure-G01, водная суспензия нано-
алмазов марки G01
G02 Экстра-чистые наноалмазы марки G02
G01P Положительно заряженные
наноалмазы марки G01
PlasmaChem GmbH,
Германия
NanoAmando 2009 a
NanoAmando 2012 a
Наноалмазы марки NanoAmando NanoCarbon Research
Institute Co., Ltd., Япония
УДА-ТАН УДА-ТАН
УДА-СТП УДА-СТП
ФГУП “СКТБ “Технолог”,
г. Санкт-Петербург,
Россия
УДАГ УДАГ, алмазоуглеродный порошок
УДА-С УДА-С, ультрадисперсный алмазный
порошок
УДА-С-ГО УДА-С-ГО, ультрадисперсный
алмазный порошок глубокой очистки
Лаборатория УДА ОАО
ФНПЦ, Алтай, г. Бийск,
Россия
УДА-СП УДА-СП, ультрадисперсный алмаз
УДА-ГО-СП УДА-ГО-СП, ультрадисперсный
алмаз глубокой очистки
УДА-ГО-СП-М1 УДА-ГО-СП-М1, модифицированный
ультрадисперсный алмаз, тип M1
УДА-ГО-СП-М2 УДА-ГО-СП-М2, модифицированный
ультрадисперсный алмаз, тип M2
Научно-производственное
закрытое акционерное
общество (НП ЗАО)
“Синта”, Республика
Беларусь
UDD-Alit UDD, ультрадисперсный
алмазный порошок
“ALIT”, Киев, Украина
UDD-NanoGroup UDD, ультрадисперсные алмазы “NanoGroup Co.” Прага,
Чехия
В табл. 2, где показано содержание элементов в образцах различных наноал-
мазов, видны огромные количественные различия в содержании основных
примесей. К основным примесным элементам, содержащимся в достаточно
значительном количестве (до десятых долей % (по массе)), можно отнести
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2018, № 2 91
всего восемь элементов: Al, Ca, Cr, Cu, Fe, Na, Si, Ti. Причем наиболее небла-
гоприятные элементы при последующем использовании наноалмазов – всего
четыре: Al, Cr, Cu, Fe. Так, содержание главной негативной примеси (Fe) в
образцах НП ЗАО “Синта” (Беларусь) составляет 0,5–0,9 %1, в образцах “Реал
Дзержинск” (Россия) – 0,5–0,6 %, в образцах ОАО ФНЦП “Алтай” (Россия) –
0,3–0,65 %, в образцах “NanoGroup Co.” (Чехия) – 0,41 %, в образцах
“PlasmaChem GmbH” (Германия) – 0,30 %. Содержание меди максимально в
образцах ОАО ФНЦП “Алтай” – до 1,5 %, и “Реал Дзержинск” – 0,05–0,10 %.
Содержание алюминия в образцах “Nanocarbon Research Institute Co. Ltd”
(Япония) – от 0,07 до 0,15 %, в образцах “NanoGroup Co.” – 0,1 %, в образцах
ОАО ФНЦП “Алтай” – 0,07 %.
Содержание элементов, не представленных в табл. 2: Cs и Rb < 100 ppm;
As, Ge, Se и Tl < 10 ppm; Au, As, Be, Dy, Er, Eu, Ga, Gd, Ge, Ho, In, Ir, Li, Lu,
Nb, Nd, Os, Pd, Pr, Pt, Re, Rh, Ru, Sc, Sm, Ta, Tb, Ta, Th, Tm, U и Yb < 1 ppm.
К основным токсичным элементам можно отнести Hg, Cr, Pb, их содержа-
ние в образцах исследованных ДНА также приведено в табл. 2 [5]. Из данных
табл. 3 [5] видно, что наиболее опасным продуктом являются ДНА производ-
ства ОАО ФНЦП “Алтай” – содержат до 717 мкг/г ртути. Наибольшее коли-
чество несгораемых примесей также находится в ДНА ОАО ФНЦП “Алтай”
– до 2,7 %. Наибольшее количество Cr обнаружено в несгораемых примесях
наноалмазов NanoGroup Co.” (Чехия) – 0,2 % и УДА-СТП НП ЗАО “Синта”
(Беларусь) – 0,16 %. Наибольшее (0,01–0,015 %) количество свинца обнару-
жено в образцах ОАО ФНЦП “Алтай”.
Содержание оксидов металлов или неметаллов в АШ и ДНА определяется
составом взрывчатого вещества (ВВ), качеством сырья для ВВ, модифици-
рующими добавками, вводимыми в заряд ВВ или его водную бронировку
(оболочку), условиями подрыва заряда ВВ, составом стенок взрывной каме-
ры, капсюля-детонатора, токоподводящих проводов, а также условиями хи-
мической очистки ДНА – составом реагентов, температурой процесса, мате-
риалом аппаратуры.
Естественно, что состав примесей АШ и ДНА, полученных на различных
предприятиях даже по одной и то же технологии, может сильно отличаться и,
соответственно, возможность использования АШ и ДНА в тех или иных про-
цессах. Поэтому в данной работе был исследован состав и количество несго-
раемых примесей в АШ, ДНА и их связь с условиями детонационного синтеза.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
В работе использовали заряды ВВ состава тротил-гексоген (50/50), вес ли-
тых зарядов был 700 г, а прессованных – 500 г. Подрывы проводили во
взрывной камере Альфа-2М объемом 2,14 м3. Использовали водную брони-
ровку заряда с соотношением масса ВВ:масса бронировки = 1:~ 10. В боль-
шинстве экспериментов и заряд ВВ, и бронировка содержали модифици-
рующие соединения: водная бронировка – борную кислоту, дигидрофосфат
аммония, уротропин, трилон Б (динатриевая соль этилендиаминтетрауксус-
ной кислоты); заряд ВВ – от 2 до 10 % H3BO3, NH4H2PO4, органические и
неорганические соединения бора и фосфора.
Количество несгораемых примесей определяли сжиганием навески образ-
ца в муфельной печи при температуре более 600 °С в течение 4–6 ч, а эле-
ментный состав – на аналитическом комплексе SUPRA 55VP WDS с систе-
мой микроанализа INCA WAVE фирмы “Oxford” (Великобритания).
1 Здесь и далее содержание элементов приведено в % (по массе).
www.ism.kiev.ua/stm 92
Таблица 2. Содержание (в ppm) элементов в образцах наноалмазов
по данным ИСП-АЭС анализа суспензий; погрешность результатов –
±15 %
Элементы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
< 1 < 1 < 1 < 1 660 800 370 < 1 < 1 < 1
Ag
4 300 300 425 530 265 10500 370 835 700 1450
Al 305 < 1 1170 < 1 535 < 1 80 < 1 < 1 < 1 < 1
B < 1 < 1 < 1 < 1 25 < 1 22 < 1 < 1 4 6
Ba < 1 < 1 < 1 < 1 3 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1
Bi < 1 78 76 1000 280 15 300 16 16 12 9
Ca < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 3 2 < 1 < 1 < 1
Cd < 1 < 1 < 1 < 1 7 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1
Ce < 1 1 1 2 2 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 4
Co 15 57 58 20 11 7 150 8 13 7 10
Cr 33 410 410 855 20 50 120 30 75 4 3
Cu 133 4100 4040 5680 1780 780 2680 400 1380 564 480
Fe < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 40 80
Hf < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1
Hg < 1 < 1 < 1 4 20 23 42 < 1 < 1 < 1 20
K < 1 8 < 1 30 40 < 1 30 < 1 5 < 1 < 1
Mg < 1 5 5 23 21 43 18 2 15 6 12
Mn 4 12 11 11 13 4 24 5 10 7 5
Mo 8 4660 4680 60 10800 3 25 7 14 41 7
Na 86 170 170 190 15 2 34 < 1 6 9 20
Ni < 1 < 1 < 1 27 11 21 100 < 1 < 1 < 1 < 1
P 52 55 55 33 5 20 30 26 4 < 1 < 1
Pb 24 80 47 40 38 201 15 < 1 < 1 180 200
S < 1 < 1 < 1 < 1 10 3 6 < 1 < 1 < 1 < 1
Sb 180 170 160 620 1470 1250 1260 200 343 300 660
Si < 1 4 4 5 170 32 175 < 1 45 < 1 5
Sn < 1 < 1 1 7 5 < 1 3 < 1 < 1 < 1 < 1
Sr 51 174 173 165 285 34 170 86 230 14 15
Ti < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 7 < 1 10 < 1 < 1
V 11 4 4 3 60 15 63 31 30 85 200
W < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 200 480
Y 4 8 4 20 3 2 90 2 5 4 3
Zn 23 4 5 5 17 < 1 25 4 2 3200 6800
Zr
Σ 933 10270 11380 9210 16840 2760 16750 1560 3030 5350 10500
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2018, № 2 93
Элементы 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
< 1 < 1 < 1
Ag
23 15 18 701 700 310 44 84 30 1020 85
Al 35 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 320 140 < 1
B < 1 12 < 1 23 3 11 3 2 < 1 7 1
Ba < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1
Bi 135 41 14 5470 720 57 65 680 24 3550 340
Ca < 1 < 1 12 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1
Cd < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1
Ce 2 2 < 1 2 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 2 < 1
Co 290 160 8 240 70 1630 520 700 280 2030 320
Cr 42 33 13100 420 180 50 30 100 40 70 6
Cu 1820 1200 5730 6050 2450 7940 1080 4100 4250 3600 730
Fe < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1
Hf < 1 < 1 900 160 80 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1
Hg 85 9 230 45 34 14 18 110 9 145 14
K 15 < 1 9 563 56 8 9 100 < 1 517 31
Mg 4 2 30 54 9 6 6 13 5 71 5
Mn 70 101 < 1 60 50 83 36 43 20 32 37
Mo 130 27 2 180 30 14 19 100 5 880 1200
Na 35 17 7 32 11 46 34 60 8 600 21
Ni 91 27 160 170 74 5100 < 1 80 2660 33 10700
P 6 6 145 90 100 13 16 12 30 6 5
Pb 430 280 103 1530 700 380 330 1200 285 1350 140
S 5 3 < 1 74 60 5 4 3 < 1 < 1 3
Sb 210 425 500 1740 2280 810 150 1720 255 1500 100
Si 9 8 4 40 17 25 13 15 20 24 3
Sn < 1 < 1 < 1 50 4 < 1 < 1 < 1 < 1 15 3
Sr 1300 1460 12 570 520 540 470 340 400 70 410
Ti < 1 < 1 < 1 7 6 7 < 1 3 < 1 75 5
V 130 21 21 18 12 63 10 13 3 25 5
W < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1
Y 13 20 2400 30 20 25 6 25 32 17 22
Zn 4 5 < 1 3 2 3 5 3 2 12 13
Zr
Σ 4870 3860 23400 18300 8180 17100 2860 9500 8680 15800 14200
Примечание. 1 – RDDM; 2 – RUDDM 2011; 3 – RUDDM 2012; 4 – RUDDM нефракциони-
рованные; 5 – SDND; 6 – G; 7 – G01; 8 – G02; 9 – G01P; 10 – NanoAmando 2009; 11 – Na-
noAmando 2012; 12 – ДНА-ТАН; 13 – ДНА-СТП; 14 – УДАГ-С; 15– УДА-С; 16 – УДА-С-
ГО; 17 – УДА-СП; 18 – УДА-ГО-СП; 19 – УДА-ГО-СП-M1; 20 – УДА-ГО-СП-M2; 21 –
UDD-Nanogroup; 22 – UDD-Alit.
www.ism.kiev.ua/stm 94
Таблица 3. Содержание ртути в образцах ДНА [5]
Производитель
Диапазон
содержания
ртути, мкг/г (ppm)
Диапазон содержания
несгораемых примесей (исключая
кислород в оксидах), % (по массе)
“Реал Дзержинск”, Россия 0,021–0,075 0,1–1,31
НП ЗАО “Синта”, Беларусь 0,023–0,46 0,33–1,97
“NanoGroup Co.”, Чехия 0,025 1,92
“ALIT”, Украина 0,028 1,63
“PlasmaChem GmbH”, Германия 0,028–1,6 0,32–1,93
“Nanocarbon Research Institute
Co. Ltd”, Япония
0,035 0,62–1,21
ФГУП “СКТБ “Технолог”, Россия 0,082–0,195 0,43–0,55
ОАО ФНЦП “Алтай”, Россия 37–717 0,94–2,69
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
В табл. 4 приведены данные 12 экспериментов с различной бронировкой и
составом заряда ТГ 50/50 (ВВ), указаны выход АШ и ДНА, общее содержа-
ние несгораемой примеси, ее элементный состав. Для наглядности на рис. 1–4
приведены диаграммы элементов, неблагоприятных для последующего ис-
пользования АШ и ДНА в различных технологиях применения, наиболее
важные эксперименты – 1, 2, 7, 9 (см. табл. 4).
В базовом варианте получения АШ и ДНА (подрыв в чистой H2O, образец
1, см. табл. 2) зафиксирован выход АШ и ДНА равный 8,2 и 4,6 % соответст-
венно, количество несгораемых примесей – 6,42 и 0,86 % соответственно.
0,009 0,003 0,085 0,015
4,213
0,237
0,019 0,003 0,029 0,138 0,091 0,116
0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
С
од
ер
ж
ан
и
е
н
ес
го
ра
ем
ы
х
п
ри
м
ес
ей
(э
ле
м
ен
то
в)
,
%
(
п
о
м
ас
се
)
АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА
CrCr
Fe
Fe
Ti Ti Si Si Cu Cu Al Al
Рис. 1. Диаграмма содержания основных несгораемых примесей (элементов) в АШ и ДНА
(образец 1, см. табл. 4), полученных после подрыва заряда ТГ 50/50; общее содержание
несгораемых примесей в АШ – 6,42 %, в ДНА – 0,86 %.
Алюминий попадает в АШ и ДНА из тротила, остатков капсюля-детонатора,
остатков токоподводящих проводов, промывной воды. В АШ производства ООО
“Сидал” (образец 3, см. табл. 4) очень большое (0,738 %) количество Al говорит
о том, что для получения АШ использовали заряд ТГ, содержащий значительное
количество Al. В остальных случая, как правило, содержание Al в АШ очень
мало (0,005–0,019 %). После химической очистки содержание Al в ДНА падало в
6–10 раз. Очистка АШ азотной кислотой оказалась эффективной и для АШ об-
разца 3 – содержание Al упало в 22 раза. При этом присутствие NH4H2PO4 в вод-
ной бронировке заряда ВВ мало влияет на содержание Al в АШ.
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2018, № 2 95
С
од
ер
ж
ан
и
е
н
ес
го
ра
ем
ы
х
п
ри
м
ес
ей
(э
ле
м
ен
то
в)
,
%
(
п
о
м
ас
се
)
0,111
0,133
0
0,10
0,12
0,02
0,04
0,06
0,08
Fe
0,002 0,001
CrCr 0,012
Cu
Cu
0
0,008
Fe
Al Al
0,020
0,013
0,008
Si
0,001
W
0,003
Si W
0,004 0,001
АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА
Ti
Ti
Рис. 2. Диаграмма содержания основных несгораемых примесей (элементов) в АШ и очищенном
ДНА (образец 2, табл. 4), полученных после подрыва заряда ТГ 50/50 без добавок в водном рас-
творе уротропина; общее содержание несгораемых примесей в АШ – 0,23 %, в ДНА – 0,30 %.
АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА С
од
ер
ж
ан
и
е
н
ес
го
ра
ем
ы
х
п
ри
м
ес
ей
(э
ле
м
ен
то
в)
,
%
(
п
о
м
ас
се
)
0,2
0
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
0,665
0,244Р
Р
0,127
0,002
Cu
Cu
Fe Ti
0,143
0
Ti
1,706
0,074
Fe
0,013 0,028 0 0,006
Si Si W W
Рис. 3. Диаграмма содержания основных несгораемых примесей (элементов) в АШ и ДНА (обра-
зец 7, см. табл. 4), полученных после подрыва заряда ТГ 50/50, содержащего фосфор в водном
растворе уротропина; общее количество несгораемых примесей в АШ – 3,94 %, в ДНА – 0,68 %.
0,96
0,472
0,014 0,002
0,029
0,001
0,542
0,005 0,014 0,024 0,006
0,048 0,055
0,146
0 0,014
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА
B
F
AlCu Ti Si
V
B
Cr Cu F
Al Ti
Si
V
С
од
ер
ж
ан
и
е
н
ес
го
ра
ем
ы
х
п
ри
м
ес
ей
(э
ле
м
ен
то
в)
,
%
(
п
о
м
ас
се
)
Cr
Рис. 4. Диаграмма содержания основных несгораемых примесей (элементов) в АШ и ДНА (обра-
зец 9, см. табл. 4), полученных после подрыва заряда ТГ50/50, содержащего бор в водном раство-
ре уротропина; общее содержание несгораемых примесей в АШ – 3,08 %, в ДНА – 0,96 %.
www.ism.kiev.ua/stm 96
Таблица 4. Основные параметры процесса детонационного синтеза
и элементный состав несгораемых примесей (≥ 0,001 % (по массе))
Образец 1 2 3*
АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА Вносимый
элемент – – фосфор
Класс соедине-
ний и место
внесения
добавки
– –
неорганиче-
ские соедине-
ния фосфора,
бронировка
Бронировка
заряда
H2O
,
ДНА
АШ
разы,
↑↓
водный
раствор
уротропина
,
ДНА
АШ
разы,
↑↓
водный
раствор
NH4H2PO4
,
ДНА
АШ
разы,
↑↓
Выход АШ,
% (по массе)
8,20 15,20
Выход ДНА,
% (по массе)
4,6 7,60
Несгораемые
примеси,
% (по массе)
6,420 0,86 ↓7,5 0,230 0,30 ↑1,3 2,090 0,830 ↓2,5
Na 0,057 0,007 ↓8,0 – – – 0,030 – –
Mg 0,017 – – – – – 0,038 – –
Al 0,019 0,003 ↓6,3 0,013 0,020 ↑1,5 0,738 0,034 ↓22
Si 0,091 0,116 ↑1,3 0,008 0,003 ↓2,7 0,153 0,081 ↓2
P – – – – – – 0,041 0,020 ↓2
B – – – – – – – – –
K 0,111 – – 0,004 – – 0,007 – –
Ca 0,124 0,021 ↓6,0 0,001 0,004 ↑4,0 0,037 0,031 ↓1,2
Ti 0,029 0,138 ↑4,8 0,004 0,133 ↑33,0 0,038 0,120 ↑3,2
Cr 0,009 0,003 ↓3 0,002 0,001 ↓2,0 0,002 0,011 ↑5,5
Mn 0,044 – – 0,001 – – 0,002 – –
Fe 4,213 0,237 ↓17,8 0,111 0,008 ↓14,0 0,344 0,052 ↓6,6
Ni – – – – – – – 0,002 –
Cu 0,085 0,015 ↓5,7 0,012 – – 0,016 0,004 ↓4,0
W – 0,099 – 0,001 0,001 ~ 1,0 0,027 0,031 ~ 1,0
Zn – – – – – – – – –
Pb – – – – – – – – –
S 0,048 – – – 0,004 – 0,002 0,009 ↑4,5
V – – – – – – – – –
∑ (исключая
кислород
в оксидах)
4,847 0,639 – 0,157 0,174 – 1,475 0,395 –
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2018, № 2 97
Образец 4 5 6
АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА Вносимый
элемент фосфор фосфор фосфор
Класс соедине-
ний и место
внесения
добавки
неорганические
соединения
фосфора, в
заряд
органические
соединения
фосфора, в
заряд
органические
соединения
фосфора, в
заряд
Бронировка
заряда
водный
раствор
трилона Б
,
ДНА
АШ
разы,
↑↓
водный
раствор
уротропина
,
ДНА
АШ
разы,
↑↓
водный
раствор
уротропина
,
ДНА
АШ
разы,
↑↓
Выход АШ,
% (по массе)
11,6 13,4
Выход ДНА,
% (по массе)
3,0 3,6
Несгораемые
примеси,
% (по массе)
1,25 0,63 ↓2,0 1,88 1,21 ↓1,6 1,66 0,62 ↓2,7
Na 0,084 0,006 ↓14,0 – 0,016 – 0,110 – –
Mg 0,008 0,001 ↓8,0 – – – 0,008 – –
Al 0,014 0,015 1,0 0,005 0,009 ↑2,0 0,031 0,003 ↓10,0
Si 0,011 0,020 ↑1,8 0,085 0,302 ↑3,6 0,220 0,073 ↓3,0
P 0,049 0,061 ↑1,2 0,285 0,148 ↓1,9 0,243 0,115 ↓2,0
B – – – – – – – – –
K 0,006 0,002 ↓3,0 0,001 – – 0,030 – –
Ca 0,016 0,008 ↓2,0 0,005 0,004 ~ 1,0 0,038 0,004 ↓9,5
Ti 0,011 0,101 ↑9,0 0,002 0,104 ↑52 0,098 0,148 ↑1,5
Cr 0,007 0,002 ↓3,5 – – – 0,006 0,001 ↓6,0
Mn 0,004 – – – – – – – –
Fe 0,643 0,177 ↓3,6 0,624 0,117 ↓5,3 0,356 0,046 ↓7,7
Ni 0,002 – – – – – – – –
Cu 0,013 0,003 ↓4,3 0,018 0,002 ↓9,0 0,024 0,003 ↓8,0
W 0,029 0,008 ↓3,6 0,163 0,101 ↓1,6 0,039 – –
Zn – – – – – – – – –
Pb – 0,002 – – – – – – –
S 0,004 0,003 ~ 1 – – – – – –
V 0,001 – – – – – – – –
∑ (исключая
кислород
в оксидах)
0,902 0,409 – 1,188 0,787 – 1,203 0,393 –
www.ism.kiev.ua/stm 98
Образец 7 8* 9
АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА Вносимый
элемент фосфор бор бор
Класс соеди-
нений и место
внесения
добавки
органические
соединения
фосфора,
в заряд
неорганические
соединения
бора,
бронировка
неорганические
соединения
бора, в заряд
Бронировка
заряда
водный
раствор
уротропина
,
ДНА
АШ
разы,
↑↓
водный
раствор H3BO3
,
ДНА
АШ
разы,
↑↓
водный
раствор
уротропина
,
ДНА
АШ
разы,
↑↓
Выход АШ,
% (по массе)
10,0 – – – – – 9,3 – –
Выход ДНА,
% (по массе)
– 6,1 – – – – – 3,0 –
Несгораемые
примеси,
% (по массе)
3,94 0,68 ↓9,6 2,47 0,61 ↓4,0 3,08 0,96 ↓3,2
Na – – – 0,387 0,013 ↓30,0 – – –
Mg 0,016 0,006 ↓2,7 0,026 – – – – –
Al – 0,001 – 0,138 0,008 ↓17,0 0,014 0,024 ↑1,7
Si 0,013 0,028 ↑2,2 0,148 0,045 ↓3,3 0,055 0,146 ↑2,7
P 0,665 0,244 ↓2,7 – – – – – –
B – – – 0,173 0,083 2,1 0,960 0,472 ↓2,0
K 0,005 – – 0,050 0,003 ↓17,0 0,003 – –
Ca 0,015 0,001 ↓15,0 0,115 0,045 ↓2,6 0,014 0,004 ↓3,5
Ti – 0,143 – 0,027 0,069 ↑2,6 0,006 0,048 ↑8,0
Cr – – – 0,004 0,001 ↓4,0 0,014 0,002 ↓7,0
Mn 0,007 – – 0,003 – – – – –
Fe 1,706 0,074 ↓23,0 0,200 0,079 ↓2,5 0,542 0,005 ↓108,0
Ni – – – – 0,001 – – – –
Cu 0,127 0,002 ↓64,0 0,006 – – 0,029 0,001 ↓29,0
W – 0,006 – 0,024 0,078 ↑3,3 – – –
Zn 0,012 0,001 ↓12,0 0,013 0,003 ↓4,0 – – –
Pb – – – 0,018 – – – – –
S – – – 0,214 0,022 ↓10,0 0,002 0,008 ↑4,0
V – – – – – – – 0,014 –
∑ (исключая
кислород в
оксидах)
2,55 0,50 – 1,536 0,456 – 1,665 0,724 –
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2018, № 2 99
Образец 10 11 12
АШ ДНА АШ ДНА АШ ДНА Вносимый
элемент бор бор бор
Класс соеди-
нений и место
внесения
добавки
органические
соединения
бора, в заряд
неорганические
соединения
бора, в заряд
неорганические
соединения
бора,
бронировка
Бронировка
заряда
водный
раствор
уротропина
,
ДНА
АШ
разы,
↑↓
водный
раствор
уротропина
,
ДНА
АШ
разы,
↑↓
водный рас-
твор неорг.
соед. бора
,
ДНА
АШ
разы,
↑↓
Выход АШ,
% (по массе)
13,8 – – 18,6 – – 10,9 – –
Выход ДНА,
% (по массе)
– 3,2 – – 4,35 – – 6,84 ↓6,0
Несгораемые
примеси,
% (по массе)
1,40 0,51 ↓2,7 1,43 0,34 ↓4,7 3,2 0,55 –
Na – – – – – – – – –
Mg – – – – – – – – –
Al 0,003 – – 0,023 – – 0,035 – –
Si 0,223 0,099 ↓2,3 0,068 0,004 ↓17 0,074 0,014 ↓5,3
P – – – – – – – – –
B 0,140 0,083 ↓1,7 0,112 0,080 ↓1,4 0,499 0,107 ↓4,7
K 0,003 0,001 ↓3,0 0,015 – – 0,004 – –
Ca 0,002 0,011 ↑5,5 0,010 – – 0,004 – –
Ti 0,166 0,113 ↓1,5 – 0,104 – – 0,152 –
Cr 0,009 0,026 ↑3 0,007 – – – – –
Mn – – – 0,006 – – 0,010 – –
Fe 0,096 0,060 ↓1,6 0,700 0,053 ↓13 1,578 0,101 ↓15,6
Ni – – – – – – – – –
Cu 0,005 0,002 ↓2,5 0,202 0,001 ↓200 0,263 0,005 ↓53,0
W 0,022 – – – 0,003 – – 0,023 –
Zn – – – 0,011 – – – – –
Pb – – – – – – – – –
S – – – – – – – – –
V – – – – – – – – –
∑ (исключая
кислород в
оксидах)
0,669 0,395 – 1,154 0,245 – – – –
*АШ получена проф. Е. В. Никитиным, компания “Электрохимкомплект”, г. Лесной,
Свердловская область, РФ.
www.ism.kiev.ua/stm 100
При подрыве заряда ВВ в водном растворе H3BO3 (образец 8, производст-
во ООО “Сидал”) количество Al хотя и упало в 5 раз по сравнению с образ-
цом 3 (см. табл. 4), но осталось все же достаточно большим (0,138 %). При-
чины аномально высокого содержания Al в АШ те же, что и в образце 3 (см.
табл. 4), однако использование HNO3 уменьшило количество Al в ДНА до
тысячных долей процента. В целом модифицирование зарядов ВВ соедине-
ниями фосфора и бора никак не повлияло на количество Al в АШ (образцы 1,
2, 4–6, 9–12, см. табл. 4).
Соединения Al являются катализаторами ряда процессов в химии и биоло-
гии, поэтому его присутствие в АШ и ДНА нежелательно.
Анализ элементного состава примесей показывает, что для синтезирован-
ных авторами наноалмазов характерной является примесь кремния в виде
оксида. Этот элемент присутствует в воде, применяемой при очистке, в са-
мом тротиле, в азотной кислоте, а концентрирование его в очищенных нано-
алмазах происходит благодаря высоким адсорбционным свойствам АШ и
ДНА. Небольшое количество кремния мало влияет на большинство процес-
сов в химии и биологии, однако может повлиять на использование ДНА в
суперфинишном полировании. Содержание Si в АШ, как правило, не велико
– сотые доли процента. Водно-уротропиновая бронировка практически не
влияет на содержание Si в АШ, уротропин не связывает в комплексы Si. Ис-
пользование фосфорной или борной модификации зарядов ВВ неоднозначно
влияет на содержание Si в АШ – диапазон изменений содержания Si от
~ 0,005 до 0,20 % плохо коррелирует с методом модификации бронировки
заряда и самого заряда ВВ. Воздействие на SiO2 разбавленной HNO3 не ока-
зывает никакого влияния даже при высокой температуре и давлении, но, ве-
роятно, имеет значение размер кристаллитов SiO2 и возможность их вымыва-
ния при отмывке ДНА от следов HNO3.
При использовании неорганической соли фосфора в водной бронировке
заряда (образец 3, см. табл. 4) или в заряде (образец 4, см. табл. 4) содержа-
ние фосфора в АШ и ДНА не велико – ~ 0,04 % и 0,02–0,06 % соответствен-
но, что говорит, скорее всего, о невозможности участия фосфора в процессе
допирования ДНА [11]. Использование органических соединений в модифи-
кации зарядов ВВ (образцы 5–7, см. табл. 4), напротив, показывает высокую
вероятность допирования ДНА (количество фосфора в ДНА – 0,115–0,244 %);
при распаде органических фосфорсодержащих соединений образуется мно-
жественный радикал С–Р, и этот димер, согласно [11], уже может участвовать
в “строительстве” кристаллитов ДНА [12].
При модификации зарядов ВВ неорганическими и органическими соеди-
нениями бора (образцы 9–11, см. табл. 4) количество бора в АШ и ДНА со-
ставляет значительную величину: в АШ – от 0,112 до 0,96 %, в ДНА – от 0,08
до 0,472 %. В [12] также доказано наличие бора в кристаллитах ДНА, т. е.
происходит процесс допирования бором ДНА.
Титан в ДНА в основном является привнесенной в процессе очистки при-
месью – из титана изготовлены основные реакторы, в которых, собственно, и
осуществляется процесс химической очистки ДНА (при высоких давлении и
температуре, в присутствии HNO3), и идет небольшая коррозия. Использова-
ние бронировки заряда ВВ из водного раствора уротропина обеспечивает, как
правило, очень малое количество Ti в АШ. Содержание Ti в ДНА обычно
находится в пределах 0,1–0,15 %.
Присутствие Ti в ДНА мало влияет на возможность использования нано-
алмаза в различных объектах.
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2018, № 2 101
Содержание хрома в АШ, и тем более в ДНА, очень мало – тысячные доли
процента, а порой в АШ и ДНА хрома не обнаружено вовсе (образцы 5, 7, 11,
12, см. табл. 4).
Марганец в АШ встречается редко, а в ДНА не обнаружен вовсе.
Железо – главная примесь в АШ и вторая по содержанию в очищенных
ДНА. Если подрыв в чистой воде приводит к большому содержанию железа в
АШ – более 4 %, то использование водного раствора уротропина, NH4H2PO4 и
борной кислоты, как правило, снижает количество Fe до 0,1–0,6 %. Fe – основ-
ной материал стенок взрывной камеры, которые достаточно быстро корроди-
руют в процессе детонационного синтеза, продукты коррозии попадают в АШ.
Очистка АШ азотной кислотой позволяет уменьшить количество Fe в среднем
в 10 раз, до сотых долей процента (образцы 2, 3, 6–11, см. табл. 4).
Медь может попасть в АШ при дроблении, в процессе синтеза, от токо-
подводящих проводов к капсюлю-детонатору, ее содержание может доходить
до десятых долей процента (образцы 7, 11, 12, см. табл. 4). Однако HNO3
легко окисляет ее до водорастворимых нитратов меди и выводит из твердой
фазы. Количество Cu падает до сотых долей процента.
Попадание вольфрама в АШ, возможно, происходит из стенок взрывной
камеры (W может входить в состав ударопрочной стали) и во время химиче-
ской очистки в ДНА (широко используется аппаратура из нержавеющей ста-
ли). Обычно в АШ содержатся сотые доли процента W. После очистки АШ
содержание вольфрама в ДНА падает в среднем в 3 раза.
Свинец, как правило, не обнаруживается в АШ и, тем более, в ДНА.
ВЫВОДЫ
Использование новых вариантов синтеза – бронировки зарядов ВВ вод-
ными растворами различных соединений и введения элементоорганических
соединений в заряд ВВ – позволило уменьшить количество несгораемых
примесей в среднем в 3 раза в АШ и в 1,5–2,0 раза в ДНА (в условиях азотно-
кислой очистки при высокой температуре и давлении).
В АШ и ДНА не обнаружено следов ртути, свинец в АШ найден только в
двух образцах из 12 – производства ФГУП “СКТБ “Технолог” (0,002 %) и
ООО “Электрохимкомплект” (0,018 %), однако свинец легко удалялся при
азотнокислой очистке. Хром в следовых количествах был обнаружен в 3/4
всех экспериментов: в АШ – в среднем 0,006 %, в ДНА – ~ 0,002 %.
Содержание алюминия в АШ, как правило, невелико – до ~ 0,02 %, а после
очистки АШ в ДНА находится ~ 0,008 % Al.
Допирующий эффект для кристаллитов ДНА (включение фосфора в кри-
сталлическую решетку) наблюдается, по-видимому, при введении фосфорор-
ганических соединений, содержащих связь С–Р, в заряд ТГ 50/50; в очищен-
ных ДНА количество фосфора больше – 0,115–0,244 %.
При включении борсодержащих соединений (в основном борорганиче-
ских) в состав зарядов ТГ 50/50 также наблюдается эффект допирования ДНА
бором, его количество в наноалмазе составляет 0,08–0,472 %.
Титан, ванадий, вольфрам входят в ДНА практически только в процессе
очистки за счет коррозии аппаратуры из титана и нержавеющей стали.
Железо – главная примесь в АШ (десятые доли процента), попадает в
шихту за счет коррозии стенок взрывной камеры, азотнокислая очистка по-
зволяет уменьшить количество Fe в ДНА до сотых долей процента.
Медь легко растворяется в разбавленной HNO3 при высокой температуре
и давлении и составляет в ДНА тысячные доли процента.
www.ism.kiev.ua/stm 102
Досліджено вплив складу оболонки заряду вибухової речовини і його мо-
дифікації різними сполуками на вихід ДНА, АШ, вміст домішок і їх елементний склад. При
відповідному підборі сполук можна збільшити вихід АШ до 18,6 % (за масою), а ДНА –
до 7,6 % (за масою); знизити кількість домішок в АШ до 0,23 % (за масою), а в ДНА – до
0,3 % (за масою). Вміст фосфору в АШ доводили до 0,665 % (за масою), а в ДНА –
до 0,244 % (за масою); вміст бору доводили до 0,96 % (за масою) в АШ, а в ДНА – до
0,472 % (за масою).
Ключові слова: детонаційний синтез, детонаційні наноалмази, ДНА,
алмазна шихта, АШ, вогнетривкі домішки, бронювання (оболонка) заряду, допировання
наноалмазів, елементний склад домішок.
The influence of the explosive charge shell composition and the explosive
charge modification by various compounds on the yield of DND and DS, content of impurities
and their elemental composition has been studied. With proper choice compounds, one can
increase the DS yield to 18.6 wt % and the DND yield to 7.6 wt %, reduce the amount of impuri-
ties down to 0.23 wt % in DS and to 0.3 wt % in DND. The phosphorus concentration was
brought to 0.665 wt % in DS and to 0.244 wt % in DND; the boron content was brought to
0.96 wt % in DS and to 0.472 wt % in DND.
Keywords: detonation synthesis, detonation nanodiamonds, DND, diamond-
containing soot, DS, incombustible impurities, explosive charge enclosure (shell), doping of
nanodiamonds, elemental composition of impurities.
1. Сущев В. Г., Долматов В. Ю., Марчуков В. А., Веретенникова М. В. Основы химической
очистки детонационной алмазсодержащей шихты азотной кислотой // Сверхтв. мате-
риалы. – 2008. – № 5. – С. 16–25.
2. Долматов В. Ю. Детонационные наноалмазы. Получение, свойства, применение. –
Санкт-Петербург: НПО “Профессионал”, 2011. – 536 с.
3. Долматов В. Ю., Vehanen A., Myllymaki V., Рудометкин К. А., Панова А. Н., Королев К. М.,
Шпадковская Т. А. Очистка детонационного наноалмазного материала с использо-
ванием высокоинтенсивных процессов // Журнал прикладной химии. – 2013. – 86, № 7.
– С. 1102–1111.
4. Долматов В. Ю., Vehanen A., Myllymaki V., Рудометкин К. А., Панова А. Н., Королев К. М.,
Шпадковская Т. А. Глубокая очистка детонационного наноалмазного материала //
Сверхтв. материалы. – 2013. – № 6. – С. 13–18.
5. Волков Д. С. Комплексные подходы к характеризации наноалмазов детонационного
синтеза и их коллоидных растворов: Автореф. дис. … канд. хим. наук. – М., 2015.
6. Долматов В. Ю., Буркат Г. К., Myllymäki V., Vehanen A. Электрохимическое хром-
алмазное покрытие // Сверхт. материалы. – 2015. – № 2. – С. 82–100.
7. Dolmatov V. Detonation nanodiamonds // Carbon Nanomaterials Sourcebook: Graphene,
Fullerenes, Nanotubes and Nanodiamonds / Ed. K. D. Sattler. – London, New York: CRC
Press, Taylor & Francis Group, 2016. – Vol. I, Chapter 21. – P. 509–524.
8. Пат. РФ 2599471. Способ получения электрохимического серебряного покрытия / Г. К. Бур-
кат, В. Ю. Долматов, Д. В. Руденко, И. В. Сафронова. – Заявл. 06.05.15; Опубл.
15.09.2016.
9. Александрова Г. С., Буркат Г. К., Долматов В. Ю., Гмызин Е. В. Об осаждении хрома в
присутствии модифицированных бором детонационных наноалмазов в стандартном элек-
тролите хромирования // Химическая промышленность. – 2016. – 93, № 1. – С. 15–21.
10. Александрова Г. С., Буркат Г. К., Долматов В. Ю., Гмызин Е. А., Myllymäki V.,
Vehanen A. Хромирование в присутствии модифицированных детонаионных нано-
алмазов // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и
технология его изготовления применения: Сб. науч. тр. – 2016. – Вып. 19. – С. 267–275.
11. Долматов В. Ю., Мюллюмаки В., Веханен A. Возможный механизм образования нано-
алмаза при детонационном синтезе // Сверхтв. материалы. – 2013. – № 3. – C. 19–28.
12. Нгуен Тхи Тхань Бинь, Долматов В. Ю., Лапчук Н. М., Шиманский В. И. Электронный
парамагнитный резонанс и рентгеновская дифракция легированных примесными ато-
мами бора и фосфора наноалмазов // Журнал прикладной спектроскопии. – 2017. – 84,
№ 5. – С. 720–725.
Поступила 14.02.17
|