Основы химической очистки детонационной алмазосодержащей шихты азотной кислотой
Приведены основные закономерности химической очистки алмазосодержащей шихты детонационного синтеза разбавленной азотной кислотой под давлением. Установлено, что оптимальная температура процесса составляет 230—240 °C, избыток HNO3 — 200—300 ‰ от стехиометрии, давление — 7—8 МПа....
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Сверхтвердые материалы |
|---|---|
| Дата: | 2008 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2008
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/20740 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Основы химической очистки детонационной алмазосодержащей шихты азотной кислотой / В.Г. Сущев, В.Ю. Долматов, В.А. Марчуков, М.В. Веретенникова // Сверхтвердые материалы. — 2008. — № 5. — С. 16-25. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860072110110539776 |
|---|---|
| author | Сущев, В.Г. Долматов, В.Ю. Марчуков, В.А. Веретенникова, М.В. |
| author_facet | Сущев, В.Г. Долматов, В.Ю. Марчуков, В.А. Веретенникова, М.В. |
| citation_txt | Основы химической очистки детонационной алмазосодержащей шихты азотной кислотой / В.Г. Сущев, В.Ю. Долматов, В.А. Марчуков, М.В. Веретенникова // Сверхтвердые материалы. — 2008. — № 5. — С. 16-25. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Сверхтвердые материалы |
| description | Приведены основные закономерности химической очистки алмазосодержащей шихты детонационного синтеза разбавленной азотной кислотой под давлением. Установлено, что оптимальная температура процесса составляет 230—240 °C, избыток HNO3 — 200—300 ‰ от стехиометрии, давление — 7—8 МПа.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:11:00Z |
| format | Article |
| fulltext |
www.ism.kiev.ua; www.rql.kiev.ua/almaz_j 16
УДК 546.26-162
В. Г. Сущев, В. Ю. Долматов, В. А. Марчуков,
М. В. Веретенникова (г. Санкт-Петербург, Россия)
Основы химической очистки детонационной
алмазосодержащей шихты азотной кислотой
Приведены основные закономерности химической очистки алма-
зосодержащей шихты детонационного синтеза разбавленной азотной кислотой
под давлением. Установлено, что оптимальная температура процесса состав-
ляет 230—240 °C, избыток HNO3 — 200—300 % от стехиометрии, давление —
7—8 МПа.
Ключевые слова: детонационные алмазы, химическая очистка,
азотная кислота, давление, автоклав, титан
Введение. Получение чистых детонационных наноалмазов
(ДНА) из алмазосодержащей шихты (АШ) является достаточно сложной на-
учной и технической задачей.
Необходимость разработки специальной технологии очистки определяет-
ся тем, что в настоящее время ни один из известных вариантов синтеза ДНА
не позволял получить непосредственно чистый алмазный продукт.
Одной из основных задач очистки является удаление неалмазных форм
углерода, составляющих большую часть примесей к ДНА. Практически все
известные подходы к очистке ДНА основаны на использовании различной
устойчивости алмазных и неалмазных форм углерода к действию окислите-
лей. Жидкофазные окислители имеют несомненные преимущества перед
системами газ—твердое тело или газ—жидкость, так как позволяют создать
высокие концентрации окисляющего агента в зоне реакции и, соответствен-
но, обеспечить высокие скорости химического превращения. В жидкофазной
системе ДНА получаются в виде гидрозоля, что позволяет сохранить полно-
стью его свойства как ультрадисперсной частицы, обеспечить возможность
дальнейшего модифицирования поверхности и, соответственно, потребитель-
ских свойств.
Процесс термоокислительной очистки АШ азотной кислотой является,
безусловно, наиболее перспективным вариантом с точки зрения экономики и
защиты окружающей среды, однако его реализация требует решения большо-
го числа сложных технических проблем, связанных с проведением экзотер-
мической реакции при повышенных температурах, с интенсивным газовыде-
лением в ограниченном объеме.
Решающим фактором в выборе вариантов аппаратурного оформления про-
цесса, средств контроля и управления является обеспечение безопасности.
Несмотря на наличие значительного количества работ, посвященных
азотной очистке АШ [1—6], многие вопросы, касающиеся количественных
зависимостей этого сложного процесса, нуждаются в тщательном исследова-
нии, чему и посвящена данная работа.
В основе описываемой технологии химической очистки лежит выявленная
в ходе проведенных в ФГУП СКТБ “Технолог” исследований возможность
© В. Г. СУЩЕВ, В. Ю. ДОЛМАТОВ, В. А. МАРЧУКОВ, М. В. ВЕРЕТЕННИКОВА, 2008
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2008, № 5 17
селективного окисления неалмазных форм углерода при прогреве суспензии
АШ в водных растворах азотной кислоты при температурах 200—250 °С под
давлением. При этом одновременно происходит окислительное растворение
металлических включений с образованием водорастворимых солей. Крупно-
дисперсные включения могут быть отделены физическими методами в ходе
приготовления суспензии шихты в азотной кислоте.
Давление необходимо для обеспечения жидкофазности процесса и под-
держания высокой концентрации растворенной двуокиси азота, являющейся,
по современным представлениям, собственно окисляющим агентом. Азотная
кислота при высоких температурах выступает как источник окислов азота и
обеспечивает поддержание кислотности среды необходимой для обеспечения
высокой скорости окисления.
Попытки окисления АШ просто кипящей азотной кислотой концентрации
40—98 % показали, что даже за несколько десятков часов не удается полу-
чить сколько-нибудь значимую для практических целей степень окисления
неалмазного углерода, что, по-видимому, определяется низким уровнем дос-
тупных температур и малой растворимостью окислов азота. В результате не
удается преодолеть энергетические барьеры разрыва ключевых углеродных
связей.
Проведение процесса окисления при более высоких температурах для
обеспечения жидкофазности процесса требует применения автоклавной тех-
ники.
Методика эксперимента. Критериями оценки качества очистки служили
общепринятые стандартные методики определения остаточного окисляемого
углерода, остаточной зольности ДНА и рентгенограммы полученных образ-
цов.
Для исследования использовали специальный автоклавный стенд, позво-
ляющий дистанционно осуществлять процедуры нагрева и термостатирова-
ния автоклавов.
Опыты по окислению АШ проводили в титановых автоклавах объемом
400 мл. Автоклав представлял собой тонкостенный сосуд с крышкой, на ко-
торой размещали датчики температуры и давления, штуцер с арматурой для
сброса давления, предохранительную мембрану. Для измерения температуры
использовали гибкие игольчатые малоинерционные термопары, для измере-
ния давления — датчики типа ДТ. Все показания выводили на центральный
пульт. Упрощенная схема установки приведена на рис. 1.
Методика проведения эксперимента обыкновенно заключалась в следую-
щем.
Реагенты в определенном соотношении по массе загружали в автоклав до
начала опыта, автоклав герметизировали. Для создания заданного темпера-
турного режима автоклав дистанционно, с помощью специального устройст-
ва, управляемого с пульта, помещали в нагревательную печь (термостат),
представляющую собой обогреваемый медный блок с полостью по форме
автоклава. Внутрь полости заливали жидкий металлический сплав (сплав
Розе, Тпл = 94 °С) для создания хорошего контакта со стенками автоклава в
ходе нагрева. Температура жидкого сплава (по сути, температура наружной
стенки автоклава) поддерживалась автоматически на заданном уровне. По
окончании выдержки автоклав дистанционно извлекали из термостата и по-
гружали в емкость с холодной водой, что позволяло быстро охладить сосуд.
По окончании охлаждения реакционной массы сбрасывали избыточное
давление, суспензию ДНА количественно извлекали и после отмывки от ки-
www.ism.kiev.ua; www.rql.kiev.ua/almaz_j 18
слот и высушивания анализировали по стандартным методикам на остаточ-
ный окисляемый углерод, зольность. На отдельных образцах делали элемент-
ный анализ и снимали рентгенограммы.
9
2
3
4
6
11
10
8 7
1
5
Рис. 1. Принципиальная схема автоклавной установки: автоклав (1), медный блок (2),
жидкий металлический сплав (3), нагревательные элементы (4), защитный кожух (5), ем-
кость с водой (6), вентиль (7), датчик давления (8), мембрана защитная (9), извлекатель
(10), гильза для термопары (11).
Обсуждение результатов. Как показали исследования, добиться доста-
точно глубоких степеней очистки от неалмазного углерода можно только
проводя окисление в области температур, лежащих выше 200 °С, обеспечив
жидкофазность процесса за счет повышенного (6—10 МПа) давления. Окис-
ление необходимо проводить в большом избытке азотной кислоты, исполь-
зуемой в виде водного раствора концентрации 30—70 %. Вода играет важ-
ную роль как среда, регулятор скорости окисления и фактор, определяющий
структуру и характер сольватных оболочек.
Опыты в термостатированных титановых автоклавах периодического дей-
ствия показали, что при использовании в качестве окислителя 57—65 %-ного
водного раствора азотной кислоты, взятого в достаточно большом (200—
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2008, № 5 19
300 % от стехиометрии) избытке, обработка АШ при температуре 230—
240 °С в течение 20—30 мин обеспечивает степень окисления неалмазных
форм углерода на уровне 98,5—99,5 %. Остаточная зольность после отмывки
от солей не превышает 0,5 %.
С технологической точки зрения представляло интерес исследование воз-
можности использования более мягких режимов с сохранением качества очи-
стки. Очевидно, что при этом должны несколько снижаться показатели по
удельной производительности реакционного объема, поэтому дальнейшие
исследования были направлены на изучение особенностей процесса с учетом
кинетики окисления.
Так как процессы окисления сопровождаются тепло- и газовыделением, то
при проведении их в термостатируемом автоклаве без отвода газообразных
продуктов реакции удобно наблюдать за динамикой изменения скорости
окисления по нарастанию давления и температуры в автоклаве.
Типичный характер изменения параметров при окислении шихты в типо-
вых условиях, обеспечивающих достаточно полную степень очистки, приве-
ден на рис. 2.
0
50
100
150
200
250
0 10 20 30 40 50 60 70
Время, мин
Т
ем
п
ер
ат
ур
а
, °
С
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Д
ав
ле
н
и
е,
а
тм
/
О
ст
ат
оч
н
ое
с
од
ер
ж
ан
и
е
н
еа
лм
аз
н
ог
о
уг
ле
ро
да
, %
(
п
о
м
ас
се
)
1
2
3
5
4
Рис. 2. Изменение температуры, давления и остаточного содержания неалмазных форм
углерода при проведении процесса окислительной обработки АШ избытком 65 %-ной
азотной кислоты в автоклаве объемом 400 мл; загрузка АШ в автоклав — 10 г: 1 —
температура в термостате; 2 — температура в автоклаве; 3 — давление в автоклаве; 4 —
остаточное содержание окисляемого углерода; 5 — концентрация азотной кислоты.
В системе протекает множество разнообразных взаимосвязанных химиче-
ских процессов.
В достаточно жестких температурных условиях в избытке окислителя ор-
ганические фрагменты молекул окисляются до двуокиси углерода и воды:
С + 2НNO3 ≥ CO2 + H2О + NO2 + NO. (1)
Кроме того, азотная кислота при высоких температурах в ходе окисли-
тельных процессов равновесно распадается до окислов азота:
www.ism.kiev.ua; www.rql.kiev.ua/almaz_j 20
NО + 2HNO3 ≥ 3NO2 + H2O; (2)
2NО2 ≥ N2O4. (3)
В условиях большого избытка окислителя образуется, главным образом,
равновесная смесь двуокиси и четырехокиси азота с небольшой примесью
окиси азота. Именно эти реакции определяют опережающюю скорость целе-
вого окисления нарастанию концентрации окисляющего агента и, соответст-
венно, самоускоряющийся характер протекания реакции в начальный период.
Одновременно происходит окисление и растворение металлических
включений с образованием нитратов соответствующих металлов:
Me + 4HNO3 ≥ 2NО2 + Me (NO3)2 + 2H2О. (4)
В силу гетерофазности реакционной массы и достаточно сложной струк-
туры частиц процесс окисления может определяться не только химическими,
но и физическими факторами. Окисление протекает как совокупность целого
ряда физических и химических процессов, каждый из которых на отдельной
стадии может быть определяющим.
Согласно сложившимся представлениям о структуре исходной АШ и осо-
бенностях водных растворов азотной кислоты как окисляющего агента сле-
дует выделить ряд стадий, типичных для протекания гетерофазного процесса,
а именно:
— сольватация частиц АШ растворителем (вода—азотная кислота), вызы-
вающая набухание и медленную гомогенизацию смеси;
— диффузионное проникновение частиц растворителя (воды) и окислите-
ля (азотной кислоты) внутрь агрегатированных частиц исходной АШ и пре-
одоление адсорбционных слоев гетероатомов, сорбированных в ходе синтеза
и первичной обработки АШ;
— термораспад азотной кислоты с образованием высокоактивных радика-
лов, способных вступать в реакции окисления углеродных фрагментов;
— растравливание углеродной матрицы по структурным дефектам и меж-
частичным связям, при этом происходит рост реакционной поверхности и ее
насыщение полупродуктами окисления;
— стравливание разрыхленной поверхности, газификация и удаление по-
верхностных продуктов окисления в объем жидкой фазы;
— формирование структуры и состава поверхностных кислородсодержа-
щих групп и адсорбционных слоев, компенсирующих избыточную свобод-
ную энергию частиц ДНА.
В ходе окисления происходит постоянное изменение структуры внешней
оболочки частиц ДНА и постепенное уменьшение доли неалмазных структур
углерода. Кроме химических факторов большое значение имеют диффузион-
ные факторы, обеспечивающие доставку к месту поверхностной реакции
окислительного агента и отвод продуктов окисления.
С заметной скоростью окислительные процессы начинают протекать при
нагреве суспензии шихты до температуры 160—170 °С. Это связано с тем,
что именно в этом температурном интервале начинается интенсивный распад
азотной кислоты с образованием свободных радикалов, способных иниции-
ровать и поддерживать цепные реакции окисления.
В этой области температур окислительный процесс может сопровождать-
ся саморазогревом и скачкообразным нарастанием скорости газовыделения.
Это хорошо видно по изменению температуры и давления в ходе нагрева.
Именно в этот период выделяется основная часть тепла и газообразных про-
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2008, № 5 21
дуктов, и именно он определяет основные нагрузки на системы регулирова-
ния температурного режима и давления (или газоотвода) в реакторном блоке.
В ходе саморазогрева происходит термораспад азотной кислоты до окислов
азота, причем за счет протекания реакций (3) и (4) двуокиси азота выделяется
больше, чем потребляется на окисление, и окислительная система приходит
через некоторое время к новому состоянию, которое уже мало меняется до
конца процесса.
При температуре ниже 200 °С даже при многочасовой выдержке не удает-
ся достичь показателей очистки более 90 %. Ситуацию не удается изменить,
даже увеличивая избыток окислителя и концентрацию азотной кислоты.
Для достижения глубоких степеней очистки требуется повышение темпе-
ратуры до уровня не менее 210—215 °С, что связано с необходимостью раз-
рыва достаточно прочных углерод-углеродных связей. Температура является
также важнейшим фактором, определяющим минимально необходимое время
реакции. Очевидно, что верхний температурный предел ограничен допусти-
мыми требованиями по аппаратуре и устойчивостью целевого продукта —
ДНА к воздействию окислительной среды.
Термирование ДНА в азотной кислоте до 65 % при температуре порядка
260—280 °С даже при времени пребывания 6—8 ч не выявило заметной мас-
совой потери ДНА, хотя вопрос о глубине поверхностных изменений на час-
тицах ДНА остается еще дискуссионным.
Но проведенные опыты показывают, что в области температур до 250 °С
можно не считаться с возможностью потерь ДНА при увеличении выдержки
сверх минимально необходимой. Это является существенным преимущест-
вом метода, особенно для организации непрерывного процесса, так как по-
зволяет создать аппаратурные схемы без перемешивания в проточных аппа-
ратах, работающих в режиме вытеснения.
Помимо температуры на скорость процесса окисления влияет также кон-
центрация азотной кислоты и ее избыток относительно стехиометрии, усло-
вия ее распада, отвода окислов азота. Исследования показали, что при увели-
чении избытка азотной кислоты можно существенно снизить ее концентра-
цию и температуру процесса.
На рис. 3 приведены изменения степени очистки ДНА во времени при
окислении АШ в большом избытке 50 %-ной азотной кислоты (модуль* —
30—40) при различных температурах процесса.
Следует отметить, что суммарно необходимое для достижения глубоких
степеней очистки время контакта определяется, в основном, конечной фазой
реакции, в то время как требования к аппаратурному оформлению процесса
определяются начальной стадией, так как именно в ней еще в процессе на-
грева происходит выделение большей части тепла и газов.
Для медленно протекающей конечной стадии удаления остаточных неал-
мазных форм углерода важно поддерживать максимальную концентрацию
растворенных в жидкой фазе окислов азота и максимальную кислотность
среды. По этой причине фактор начальной концентрации азотной кислоты не
может рассматриваться отдельно от модуля азотной кислоты, так как именно
их совокупность определяет окислительную активность среды в заключи-
тельной стадии реакции.
Учитывая, что единственно удобным конструкционным материалом для
реактора является титан, специфика работы с ним ограничивает верхний пре-
* Отношение массовой доли 100 %-ной HNO3 к массовой доле АШ.
www.ism.kiev.ua; www.rql.kiev.ua/almaz_j 22
дел используемых концентраций азотной кислоты величиной 65—70 %. Эта
область концентраций обеспечивает достаточно высокую скорость окисления
из-за легкости термораспада азотной кислоты до окислов азота и высокого
содержания окислителя в единице реакционного объема, что позволяет соз-
давать высокопроизводительные реакторные блоки. Однако с технологиче-
ской точки зрения для облегчения решения вопросов кислотооборота и реге-
нерации азотной кислоты больший интерес представляло бы использование
азотной кислоты меньшей концентрации.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 20 40 60 80
Время, мин
С
те
п
ен
ь
оч
и
ст
к
и
,
%
1
2
3
Рис. 3. Зависимость степени очистки от температуры при окислении шихты 50 %-ной
азотной кислотой (модуль — 30) в автоклаве объемом 400 мл: 215 (1), 225 (2), 235 (3) °С.
Опыты в автоклавах периодического действия показали, что, проводя
окисление в достаточно большом избытке азотной кислоты, можно сущест-
венно снизить ее допустимую начальную концентрацию.
Так, на рис. 4 показаны кинетические кривые окисления однотипной АШ
в 70, 60, 50 и 40 %-ной азотной кислоте при температуре 220—225 °С и мо-
дуле по азотной кислоте 40. Видно, что, несмотря на значительно большую
скорость окисления в начальной стадии реакции для азотной кислоты более
высокой концентрации, суммарно необходимое время для достижения близ-
кого конечного качества очистки для начальных концентраций 50—70 %
практически одно и то же. Лишь для концентрации 40 % наблюдается значи-
тельное затягивание начального индукционного периода реакции и наблюда-
ется заметное снижение скорости реакции в ее заключительной стадии.
Начальная концентрация азотной кислоты влияет, главным образом, на
скорость инициирования окисления, после чего ее концентрация быстро па-
дает в связи с расходованием на процесс окисления и термораспада. Для тре-
буемого времени контакта гораздо важнее не начальная концентрация азот-
ной кислоты, а поддержание высокой окислительной активности в заключи-
тельной части процесса. Поэтому снижение начальной концентрации азотной
кислоты можно частично компенсировать увеличением ее избытка. Прове-
денные исследования показывают, что практически приемлемым диапазоном
начальной концентрации азотной кислоты может быть диапазон 50—57 %.
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2008, № 5 23
Это является весьма важным фактором, повышающим технико-экономичес-
кие показатели процесса, так как позволяет существенно упростить процесс
абсорбции.
0
20
40
60
80
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Время, мин
С
те
п
ен
ь
оч
и
ст
к
и
,
%
1
2 3
4
Рис. 4. Влияние начальной концентрации (40 (1), 50 (2), 60 (3), 70 (4) %) азотной кислоты
на кинетику окисления неалмазных форм углерода в автоклаве объемом 400 мл; темпера-
тура — 225 °С; модуль азотной кислоты — 40.
При проведении окисления в автоклаве периодического действия без от-
вода газообразных продуктов реакции давление является производным ос-
тальных параметров (температуры, концентрации азотной кислоты, количе-
ства окисленного продукта, степени загрузки автоклава по жидкой фазе и
окисляемому продукту). Давление в автоклаве складывается из нескольких
составляющих:
— давление паров жидкой фазы при температуре реакции. Именно эта со-
ставляющая определяет минимально необходимое давление для обеспечения
жидкофазности процесса. Для разбавленных водных растворов азотной ки-
слоты минимальную оценку уровня давления можно брать по воде. Для га-
рантированного обеспечения жидкофазного процесса давление должно быть
несколько выше, чем следует из равновесных кривых по воде;
— давление, создающееся за счет газообразных продуктов, образующихся
при окислении углерода в шихте. Вклад этой составляющей пропорционален
количеству окисляемого углерода в реакционной массе;
— давление окислов азота, образующихся при распаде азотной кислоты,
сверх стехиометрически необходимого для окисления углерода. Это давление
определяется температурой, начальной концентрацией азотной кислоты, ее
избытком, глубиной протекания окислительного процесса, сопряженно свя-
занным с распадом азотной кислоты до окислов азота.
С ростом давления скорость окисления, особенно в начальной стадии, воз-
растает.
Если организовать отвод газов в ходе проведения процесса окисления,
можно удерживать верхнее значение давления на определенном уровне. При
проведении окисления при различных начальных коэффициентах загрузки
реагентов в автоклаве можно менять скорость нарастания давления.
Давление как управляющий фактор имеет два аспекта проблемы:
— обеспечение жидкофазности процесса;
www.ism.kiev.ua; www.rql.kiev.ua/almaz_j 24
— регулирование скорости окисления.
Следует иметь в виду, что в ходе процесса происходит существенное из-
менение состава реагентов, азотная кислота находится в сложном равновесии
с продуктами распада и поэтому система не имеет конкретной точки кипения,
скорее можно говорить о минимальном уровне давления, обеспечивающем
жидкофазность процесса.
На рис. 5 приведены примеры, характеризующие протекание процесса в
автоклаве периодического действия при различных начальных его загрузках
по окисляемому продукту.
0
50
100
150
200
0 10 20 30 40 50 60
Время термообработки, мин
Т
ем
п
ер
ат
ур
а,
°С
/
Д
ав
ле
н
и
е,
а
тм
6
5
3
2
4
1
Рис. 5. Окисление АШ избытком 50 %-ной азотной кислотой в автоклаве объемом 400 мл
при различных (10 (1—3) и 5 (4—6) г) загрузках автоклава по АШ: 1, 4 — температура в
автоклаве; 2, 5 — давление в автоклаве; 3, 6 — содержание неалмазного углерода.
Опыт укрупненных наработок в автоклавах периодического действия объ-
емом 10 л показал, что достаточно эффективным диапазоном при окислении
в 50 %-ной азотной кислоте является область давления в пределах 7—8 МПа.
Этот фактор становится весьма существенным при проведении процесса в
непрерывном режиме, где давление должно поддерживаться на некотором
постоянном уровне.
Проведенные исследования дают представление о возможном диапазоне
варьирования параметров и позволяют выработать требования к аппаратуре
реакторного узла для осуществления процесса термоокислительной очистки в
аппаратуре непрерывного действия.
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2008, № 5 25
Выводы
Высокая степень очистки ДНА разбавленной HNO3 возможна лишь при
температурах выше 200 °С и обеспечивающем жидкофазность процесса по-
вышенном (6—10 МПа) давлении.
Оптимальным является использование в качестве окислителя 57—65 %-
ной водной HNO3, взятой в количестве 200—300 % от стехиометрии, темпе-
ратура процесса очистки — 230—240 °С, время — 20—30 мин.
Процесс окисления АШ с заметной скоростью начинает протекать при
температуре 160—170 °С, для достижения глубокой степени очистки необхо-
дима температура не менее 210—215 °С, верхний предел поддержания тем-
пературы окисления — 250 °С.
При окислении АШ 50 %-ной HNO3 достаточным для поддержания жид-
кофазности процесса и достижения полной очистки ДНА является давление в
пределах 7—8 МПа.
Данная работа выполнена при финансовой поддержке Госконтракта
№ 02.523.11.3003 от 16 мая 2007 г. Роснауки.
1. Верещагин А. Л. Детонационные наноалмазы. — Барнаул: Изд-во АГТУ, 2001. — 176 с.
2. Губаревич Т. М., Сатаев Р. Р., Долматов В. Ю. Химическая очистка ультрадисперсных
// V Всесоюзное совещание по детонации, Красноярск, 5—12 авг. 1991 г.: Сб. докл. —
Красноярск, 1991. — Т. 1. — С. 135—139.
3. Пат. 2109683 Россия, кл. С 01 В 31/06. Способ выделения синтетических ультрадис-
персных алмазов / В. Ю. Долматов, В. Г., Сущев В. А. Марчуков и др. — Заявл. 5.03.96;
Опубл. 27.04.98, Бюл. № 12.
4. Пост Г., Долматов В. Ю., Марчуков В. А. и др. Промышленный синтез детонационных
ультрадисперсных алмазов и некоторые области их использования // ЖПХ. — 2002. —
75, вып. 5. — С. 773—778.
5. Долматов В. Ю. Ультрадисперсные алмазы детонационного синтеза. — СПб.: Изд-во
СПбГПУ, 2003. — 344 с.
6. Ultrananocrystalline diamond, synthesis, properties, and applications // Ed. by O. A. Shen-
derova and D. M. Gruen. — Norwich, New York, USA: William Andrew Inc., 2006. —
600 p.
ФГУП Специальное конструкторско- Поступила 05.12.07
технологическое бюро “Технолог”
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-20740 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0203-3119 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:11:00Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Сущев, В.Г. Долматов, В.Ю. Марчуков, В.А. Веретенникова, М.В. 2011-06-04T17:51:42Z 2011-06-04T17:51:42Z 2008 Основы химической очистки детонационной алмазосодержащей шихты азотной кислотой / В.Г. Сущев, В.Ю. Долматов, В.А. Марчуков, М.В. Веретенникова // Сверхтвердые материалы. — 2008. — № 5. — С. 16-25. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0203-3119 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/20740 546.26-162 Приведены основные закономерности химической очистки алмазосодержащей шихты детонационного синтеза разбавленной азотной кислотой под давлением. Установлено, что оптимальная температура процесса составляет 230—240 °C, избыток HNO3 — 200—300 ‰ от стехиометрии, давление — 7—8 МПа. Данная работа выполнена при финансовой поддержке Госконтракта № 02.523.11.3003 от 16 мая 2007 г. Роснауки. ru Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України Сверхтвердые материалы Получение, структура, свойства Основы химической очистки детонационной алмазосодержащей шихты азотной кислотой Article published earlier |
| spellingShingle | Основы химической очистки детонационной алмазосодержащей шихты азотной кислотой Сущев, В.Г. Долматов, В.Ю. Марчуков, В.А. Веретенникова, М.В. Получение, структура, свойства |
| title | Основы химической очистки детонационной алмазосодержащей шихты азотной кислотой |
| title_full | Основы химической очистки детонационной алмазосодержащей шихты азотной кислотой |
| title_fullStr | Основы химической очистки детонационной алмазосодержащей шихты азотной кислотой |
| title_full_unstemmed | Основы химической очистки детонационной алмазосодержащей шихты азотной кислотой |
| title_short | Основы химической очистки детонационной алмазосодержащей шихты азотной кислотой |
| title_sort | основы химической очистки детонационной алмазосодержащей шихты азотной кислотой |
| topic | Получение, структура, свойства |
| topic_facet | Получение, структура, свойства |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/20740 |
| work_keys_str_mv | AT suŝevvg osnovyhimičeskoiočistkidetonacionnoialmazosoderžaŝeišihtyazotnoikislotoi AT dolmatovvû osnovyhimičeskoiočistkidetonacionnoialmazosoderžaŝeišihtyazotnoikislotoi AT marčukovva osnovyhimičeskoiočistkidetonacionnoialmazosoderžaŝeišihtyazotnoikislotoi AT veretennikovamv osnovyhimičeskoiočistkidetonacionnoialmazosoderžaŝeišihtyazotnoikislotoi |