Эволюция структуры и некоторых свойств сверхтвердой углеродной керамики при переходе от аморфного к нанокристаллическому состоянию
В работе приведены результаты исследования структуры и некоторых механических свойств поликристаллов, полученных из нанодисперсных порошков, представляющих собой смесь аморфной углеродной фазы и нанокристаллического алмаза. Исходные порошки были синтезированы методом высокотемпературного ударного сж...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Наноструктурное материаловедение |
|---|---|
| Datum: | 2010 |
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України
2010
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/62742 |
| 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: | Эволюция структуры и некоторых свойств сверхтвердой углеродной керамики при переходе от аморфного к нанокристаллическому состоянию / В.Ф. Бритун, В.Ф. Горбань, А.В. Курдюмов, А.В. Бочко // Наноструктурное материаловедение. — 2010. — № 4. — С. 61-68. — Бібліогр.: 18 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859746532689969152 |
|---|---|
| author | Бритун, В.Ф. Горбань, В.Ф. Курдюмов, А.В. Бочко, А.В. |
| author_facet | Бритун, В.Ф. Горбань, В.Ф. Курдюмов, А.В. Бочко, А.В. |
| citation_txt | Эволюция структуры и некоторых свойств сверхтвердой углеродной керамики при переходе от аморфного к нанокристаллическому состоянию / В.Ф. Бритун, В.Ф. Горбань, А.В. Курдюмов, А.В. Бочко // Наноструктурное материаловедение. — 2010. — № 4. — С. 61-68. — Бібліогр.: 18 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наноструктурное материаловедение |
| description | В работе приведены результаты исследования структуры и некоторых механических свойств поликристаллов, полученных из нанодисперсных порошков, представляющих собой смесь аморфной углеродной фазы и нанокристаллического алмаза. Исходные порошки были синтезированы методом высокотемпературного ударного сжатия. Спекание порошков проводили при давлении 13 ГПа и температуре от 1200 до 1800 °С. Получены поликристаллы, состоящие из аморфного углерода и наноалмаза с содержанием алмаза от 10 до 100%. Твердость спеков в зависимости от фазового состава и структуры составляла 4090 ГПа.
У роботі наведено результати дослідження структури та деяких механічних властивостей полікристалів, отриманих із нанодисперсних порошків, що являють собою суміш аморфної вуглецевої фази та нанокристалічного алмазу. Вихідний порошок було синтезовано методом високотемпературного ударного стиску. Спікання порошків здійснювали при тиску 13 ГПа й температурах від 1200 до 1800 °С. Отримано полікристали, що складаються з аморфного вуглецю й наноалмазу із вмістом алмазу від 10 до 100%. Твердість спеків залежно від фазового складу та структури становила 4090 ГПа.
The results of research of structure and some mechanical properties of polycrystals, obtained from superfine carbon powders, were discussed. The initial powders, which were a mixtures of amorphous carbon phase and nanocrystalline diamond, were synthesized by the method of high temperature shock compression. Sintering of powders was realised at pressure 13 GPa and temperatures from 1200 to 1800 °C. The polycrystals, consisting of amorphous carbon and nanodiamond with maintenance of diamond from 10 to 100% were obtained. Hardness of samples depending on phase composition and structure was 40–90 GPa.
|
| first_indexed | 2025-12-01T21:13:09Z |
| format | Article |
| fulltext |
Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2010, ¹ 4
ÓÄÊ 620.18:539.22 Â.Ô. Áðèòóí, Â.Ô. Ãîðáàíü, À.Â. Êóðäþìîâ, À.Â. Áî÷êî
Èíñòèòóò ïðîáëåì ìàòåðèàëîâåäåíèÿ èì. È.Í. Ôðàíöåâè÷à ÍÀÍ Óêðàèíû
ã. Êèåâ, óë. Êðæèæàíîâñêîãî, 3, Óêðàèíà, 03680
ÝÂÎËÞÖÈß ÑÒÐÓÊÒÓÐÛ È ÍÅÊÎÒÎÐÛÕ
ÑÂÎÉÑÒÂ ÑÂÅÐÕÒÂÅÐÄÎÉ ÓÃËÅÐÎÄÍÎÉ
ÊÅÐÀÌÈÊÈ ÏÐÈ ÏÅÐÅÕÎÄÅ ÎÒ ÀÌÎÐÔÍÎÃÎ
Ê ÍÀÍÎÊÐÈÑÒÀËËÈ×ÅÑÊÎÌÓ ÑÎÑÒÎßÍÈÞ
Êëþ÷åâûå ñëîâà: íàíîêðèñòàëëè-
÷åñêàÿ ñòðóêòóðà, àëìàç, àìîðô-
íûé óãëåðîä, ñïåêàíèå, âûñîêîå
äàâëåíèå, òâåðäîñòü
ÊÎÍÑÎËÈÄÈÐÎÂÀÍÍÛÅ ÍÀÍÎÑÒÐÓÊÒÓÐÍÛÅ
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ, ÒÐÅÕÌÅÐÍÛÅ ÎÁÚÅÊÒÛ
© Â.Ô. ÁÐÈÒÓÍ, Â.Ô. ÃÎÐÁÀÍÜ,
À.Â. ÊÓÐÄÞÌÎÂ, À.Â. ÁÎ×ÊÎ, 2010
 ðàáîòå ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ ñòðóêòóðû è íåêîòîðûõ ìåõàíè-
÷åñêèõ ñâîéñòâ ïîëèêðèñòàëëîâ, ïîëó÷åííûõ èç íàíîäèñïåðñíûõ ïîðîøêîâ, ïðåä-
ñòàâëÿþùèõ ñîáîé ñìåñü àìîðôíîé óãëåðîäíîé ôàçû è íàíîêðèñòàëëè÷åñêîãî
àëìàçà. Èñõîäíûå ïîðîøêè áûëè ñèíòåçèðîâàíû ìåòîäîì âûñîêîòåìïåðàòóðíî-
ãî óäàðíîãî ñæàòèÿ. Ñïåêàíèå ïîðîøêîâ ïðîâîäèëè ïðè äàâëåíèè 13 ÃÏà è òåì-
ïåðàòóðå îò 1200 äî 1800 °Ñ. Ïîëó÷åíû ïîëèêðèñòàëëû, ñîñòîÿùèå èç àìîðôíî-
ãî óãëåðîäà è íàíîàëìàçà ñ ñîäåðæàíèåì àëìàçà îò 10 äî 100%. Òâåðäîñòü ñïå-
êîâ â çàâèñèìîñòè îò ôàçîâîãî ñîñòàâà è ñòðóêòóðû ñîñòàâëÿëà 40–90 ÃÏà.
Ââåäåíèå
Èíòåíñèâíûå èññëåäîâàíèÿ, íàïðàâëåííûå íà ñîçäàíèå ñâåðõ-
òâåðäûõ óãëåðîäíûõ ìàòåðèàëîâ ñ íàíîêðèñòàëëè÷åñêîé ñòðóêòó-
ðîé (ÑÒÓÌ), ïðèâåëè ê çíà÷èòåëüíûì óñïåõàì â ðàçâèòèè ìåòîäîâ
ïîëó÷åíèÿ âûñîêîäèñïåðñíûõ ïîðîøêîâ àëìàçà, îñíîâàííûõ íà óäàð-
íî-âîëíîâîì ñæàòèè óãëåãðàôèòîâîãî ñûðüÿ è äåòîíàöèîííîì ñèí-
òåçå óëüòðàäèñïåðñíîãî àëìàçà (ÓÄÀ) èç âçðûâ÷àòûõ âåùåñòâ [1–
3]. Îäíàêî èññëåäîâàíèÿ êîíñîëèäàöèè òàêèõ ïîðîøêîâ âûÿâèëè
ñåðüåçíûå òðóäíîñòè ïðè ïîëó÷åíèè âûñîêîïðî÷íûõ ïîëèêðèñòàë-
ëîâ ñ íàíîðàçìåðíûì çåðíîì. Êàê áûëî ïîêàçàíî â ðÿäå ðàáîò [4,
5], áîëüøàÿ óäåëüíàÿ ïîâåðõíîñòü âûñîêîäèñïåðñíûõ ïîðîøêîâ
íåèçìåííî ñâÿçàíà ñî çíà÷èòåëüíîé êîíöåíòðàöèåé àäñîðáèðîâàí-
íûõ ãàçîâ, äåñîðáöèÿ êîòîðûõ â ïðîöåññå ñïåêàíèÿ íå ïîçâîëÿåò
ïîëó÷àòü âûñîêîïëîòíûå ïîëèêðèñòàëëû. Òàê, ñïåêè, ïîëó÷åííûå
èç ïîðîøêîâ àëìàçà ñ ðàçìåðîì çåðåí ìåíåå 100 íì ïðè äàâëåíèè
äî 8 ÃÏà è òåìïåðàòóðå äî 1700 °Ñ (â óñëîâèÿõ, ïðè êîòîðûõ íå
62
Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2010, ¹ 4
îòìå÷àåòñÿ çàìåòíîãî ðîñòà çåðíà), èìåþò, êàê
ïðàâèëî, ïëîòíîñòü íå áîëåå 3 ã/ñì3 è íåâûñî-
êóþ òâåðäîñòü (ïîðÿäêà 30 ÃÏà) [4, 5]. Ïîäîá-
íîå ïîâåäåíèå íàáëþäàåòñÿ ïðè ñïåêàíèè êàê
îäíîôàçíûõ ïîðîøêîâ àëìàçà, òàê è ïîðîøêîâ,
ïðåäñòàâëÿþùèõ ñìåñü àëìàçà è ëîíñäåéëèòà [6].
Ýêñïåðèìåíòû ïî êîíñîëèäàöèè ÓÄÀ â óñëîâè-
ÿõ ñòàòè÷åñêîãî ñæàòèÿ (äî 8 ÃÏà) ïðè òåì-
ïåðàòóðå íèæå 2000 °Ñ [7, 8] ïîêàçàëè, ÷òî â
ýòèõ óñëîâèÿõ íå óäàåòñÿ ïîëó÷èòü ñïåêè ñ ïëîò-
íîñòüþ áîëåå 2,9 ã/ñì3, à ïîâûøåíèå òåìïåðà-
òóðû ïðèâîäèò ê ïðåâðàùåíèþ àëìàçà â ãðàôèò
è ñíèæåíèþ ïëîòíîñòè êîìïàêòà [7]. Â ïîñëåä-
íèå ãîäû ïîÿâèëèñü ðàáîòû, â êîòîðûõ ïîëó-
÷èòü ÑÒÓÌ ñ íàíîêðèñòàëëè÷åñêîé ñòðóêòóðîé
ïûòàþòñÿ íå ñïåêàíèåì ïîðîøêîâ, à ðåàëèçóÿ
ôàçîâîå ïðåâðàùåíèå ôóëëåðåíà â àëìàç.
Òàêèì ïóòåì (ïðè äàâëåíèè 20 ÃÏà è òåìïå-
ðàòóðå 2000 °Ñ) óäàëîñü ïîëó÷èòü îáðàçöû
àëìàçà ñ íàíîêðèñòàëëè÷åñêîé ñòðóêòóðîé è
òâåðäîñòüþ ïî Âèêêåðñó íà óðîâíå 100 ÃÏà [10].
Àâòîðû ðàáîòû [11] îñóùåñòâëÿëè ñæàòèå
ôóëëåðåíà ïðè áîëåå íèçêèõ ð,Ò-ïàðàìåòðàõ (äàâ-
ëåíèè 13 ÃÏà è òåìïåðàòóðàõ îò 600 äî 1400 °Ñ),
ïðè ýòîì ïîëó÷åíû îáðàçöû, â êîòîðûõ îáíàðó-
æåíà ñâåðõòâåðäàÿ àìîðôíàÿ ôàçà. Òâåðäîñòü
òàêèõ îáðàçöîâ ñîñòàâëÿëà 60–100 ÃÏà, à ïëîò-
íîñòü – ïîðÿäêà 3,0±0,1 ã/ñì3, ÷òî çàìåòíî íèæå
ïëîòíîñòè àëìàçà.
Öåëü íàñòîÿùåé ðàáîòû – èññëåäîâàíèå
ñòðóêòóðû è òâåðäîñòè îáðàçöîâ, ïîëó÷åííûõ
ñïåêàíèåì íàíîäèñïåðñíûõ ïîðîøêîâ, êîòîðûå
ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ñìåñü àìîðôíîé óãëåðîä-
íîé ôàçû è íàíîäèñïåðñíîãî àëìàçà. Â ïðîöåñ-
ñå êâàçèñòàòè÷åñêîãî ñæàòèÿ òàêîé ñìåñè äî
äàâëåíèÿ 13 ÃÏà ïðîèñõîäèò êîíñîëèäàöèÿ ÷àñ-
òèö èñõîäíîãî ïîðîøêà, ñîïðîâîæäàþùàÿñÿ
ôàçîâûì ïðåâðàùåíèåì àìîðôíîãî óãëåðîäà â
àëìàç. Ýòî ïîçâîëèëî ïðîñëåäèòü çà èçìåíåíè-
ÿìè ñòðóêòóðû è íåêîòîðûõ ñâîéñòâ ñâåðõòâåð-
äîãî óãëåðîäíîãî ìàòåðèàëà ïðè ïåðåõîäå îò
àìîðôíîãî ê íàíîêðèñòàëëè÷åñêîìó ñîñòîÿíèþ.
Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ ÷àñòü
Ïîðîøêè äëÿ ñïåêàíèÿ áûëè ñèíòåçèðîâàíû
èç ñàæè ìåòîäîì âûñîêîòåìïåðàòóðíîãî óäàð-
íîãî ñæàòèÿ (ÂÒÓÑ), êîòîðûé ïîäðîáíî îïèñàí
â ðàáîòå [12]. Îñíîâíûå çàêîíîìåðíîñòè ïðåâðà-
ùåíèÿ ñàæè â ïëîòíûå ìîäèôèêàöèè óãëåðîäà ïðè
óäàðíîì ñæàòèè ïðèâåäåíû â ñòàòüå [13]. Â íà-
ñòîÿùåé ðàáîòå èññëåäîâàëè êîìïàêòíûå îáðàç-
öû, ïîëó÷åííûå èç äâóõ ïîðîøêîâ: ïåðâûé ñîäåð-
æàë 90% àìîðôíîé ôàçû (ÀÔ) è 10% àëìàçà,
âòîðîé – 40% ÀÔ è 60% àëìàçà (ôàçîâûé ñî-
ñòàâ îáðàçöîâ â ñòàòüå ïðèâîäèòñÿ â îáúåìíûõ
ïðîöåíòàõ). Ýëåêòðîííî-ìèêðîñêîïè÷åñêèå èçîá-
ðàæåíèÿ èñõîäíûõ ïîðîøêîâ ïîêàçàíû íà ðèñ. 1.
Ïîðîøêè, ïîëó÷åííûå ìåòîäîì ÂÒÓÑ (ïîñëå
î÷èñòêè îò ãðàôèòîïîäîáíîé ôàçû), ñîñòîÿëè èç
ðûõëûõ àãëîìåðàòîâ, â êîòîðûõ àëìàç ïðèñóò-
ñòâîâàë â íàíîêðèñòàëëè÷åñêîì ñîñòîÿíèè (ñðåä-
Ðèñ. 1. Ýëåêòðîííî-ìèêðîñêîïè÷åñêèå èçîáðàæåíèÿ
÷àñòèö èñõîäíûõ ïîðîøêîâ: ïîðîøîê, ñîäåðæàùèé
90% ÀÔ è 10% àëìàçà (à); ïîðîøîê, ñîäåðæàùèé 40%
ÀÔ è 60% àëìàçà (á)
a
á
ÊÎÍÑÎËÈÄÈÐÎÂÀÍÍÛÅ ÍÀÍÎÑÒÐÓÊÒÓÐÍÛÅ ÌÀÒÅÐÈÀËÛ, ÒÐÅÕÌÅÐÍÛÅ ÎÁÚÅÊÒÛ
63
М
АТ
ЕР
ИА
ЛО
ВЕ
Д
ЕН
ИЕ
Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2010, ¹ 4
íèé ðàçìåð êðèñòàëëèòîâ àëìàçà ñîñòàâëÿë
20 íì), àìîðôíàÿ ôàçà èìåëà âèä ÷àñòèö ðàçìå-
ðîì îò 0,1 ìêì äî íåñêîëüêèõ ìèêðîìåòðîâ,
êðóïíûå ÷àñòèöû îáðàçîâàíû êîíñîëèäàöèåé
áîëåå ìåëêèõ â óñëîâèÿõ óäàðíîãî ñæàòèÿ.
Ñïåêàíèå ïîðîøêîâ ïðîâîäèëè â Èíñòèòóòå
ôèçèêè âûñîêèõ äàâëåíèé ÐÀÍ (Ðîññèÿ) â êà-
ìåðå âûñîêîãî äàâëåíèÿ «äâîéíîé òîðîèä», îïè-
ñàííîé â ðàáîòå [14]. Ïîðîøêè ïåðåä ñïåêàíè-
åì ïðåäâàðèòåëüíî î÷èùàëè òåðìîîáðàáîòêîé
â ïîòîêå àðãîíà ïðè òåìïåðàòóðå 300–350 °Ñ â
òå÷åíèå 40 ìèí. Äàâëåíèå ïðè ñïåêàíèè ñîñòàâ-
ëÿëî 13 ÃÏà, òåìïåðàòóðó âàðüèðîâàëè îò 1000
äî 1800 °Ñ, âðåìÿ èçîòåðìè÷åñêîé âûäåðæêè –
60 ñ. Îáðàçöû ïîëó÷åíû â âèäå öèëèíäðîâ äèà-
ìåòðîì îêîëî 4 ìì è âûñîòîé 3–5 ìì.
Ñòðóêòóðó ñïåêîâ èññëåäîâàëè ìåòîäàìè
ðåíòãåíîâñêîé äèôðàêöèè íà äèôðàêòîìåòðå
HZG-4A è ïðîñâå÷èâàþùåé ýëåêòðîííîé ìèê-
ðîñêîïèè ïî òîíêèì ôîëüãàì íà ìèêðîñêîïå
JEM-100CX. Ïëîòíîñòü îáðàçöîâ îïðåäåëÿëè
ìåòîäîì ãèäðîñòàòè÷åñêîãî âçâåøèâàíèÿ.
Ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ñïåêîâ –
òâåðäîñòü (ͲÒ), êîíòàêòíûé ìîäóëü óïðóãîñòè
(E*), ìîäóëü óïðóãîñòè (E) îïðåäåëÿëè ìåòîäîì
àâòîìàòè÷åñêîãî èíñòðóìåíòàëüíîãî èíäåíòèðîâà-
íèÿ [15, 16] â ñîîòâåòñòâèè ñ ISO 14577-1:2002(Å).
Äëÿ èçìåðåíèé ïðèìåíÿëè èíäåíòîð Áåðêîâè÷à
ïðè ìàêñèìàëüíîé íàãðóçêå Ðmax = 2 Í. Äëÿ ðàñ-
÷åòîâ èñïîëüçîâàëè ñîîòíîøåíèÿ:
(1)
(2)
(3),
ãäå α – êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé ôîðìó èí-
äåíòîðà (α = 0,418), hc – ãëóáèíà âíåäðåíèÿ,
– íàêëîí âåòâè ðàçãðóæåíèÿ íà íà÷àëü-
íîì ó÷àñòêå, F – ïëîùàäü ïðîåêöèè îòïå÷àòêà,
Å è Å0 – ìîäóëè Þíãà ìàòåðèàëà è èíäåíòîðà,
ν è ν0 – êîýôôèöèåíòû Ïóàññîíà ìàòåðèàëà è
èíäåíòîðà. Ïðè ðàñ÷åòå Å ïðèíèìàëè ν = ν0 = 0,2.
Ìàêñèìàëüíóþ âåëè÷èíó âíåêîíòàêòíîé óï-
ðóãîé äåôîðìàöèè εes è ñîîòâåòñòâóþùåå åé
íàïðÿæåíèå σes óñòàíàâëèâàëè â ñîîòâåòñòâèè ñ
ðàçðàáîòàííîé ìåòîäîëîãèåé îáðàáîòêè è àíàëè-
çà ðåçóëüòàòîâ èñïûòàíèÿ [15]: εes = 0,307⋅(HIT/E*),
σes = Å⋅εes.
Âíåêîíòàêòíàÿ óïðóãàÿ äåôîðìàöèÿ ees è ñî-
îòâåòñòâóþùåå åé íàïðÿæåíèå âîçíèêàþò ïðè
èíäåíòèðîâàíèè â òîé ÷àñòè ìàòåðèàëà, êîòî-
ðàÿ íå êîíòàêòèðóåò ñ ïîãðóæåííûì èíäåíòî-
ðîì. Ìàêñèìàëüíîé óïðóãîé äåôîðìàöèè ñîîò-
âåòñòâóåò ïðåäåëüíîå óïðóãîå íàïðÿæåíèå,
âûøå êîòîðîãî â ìàòåðèàëå íà÷èíàåòñÿ ïëàñ-
òè÷åñêàÿ äåôîðìàöèÿ.
Ñïåêè ïîðîøêîâ, ïîëó÷åííûå â íàøèõ ýêñïå-
ðèìåíòàõ ïðè òåìïåðàòóðàõ íèæå 1100 °Ñ, èìå-
ëè âûñîêóþ ïîðèñòîñòü è òâåðäîñòü íèæå 20 ÃÏà,
ïîýòîìó â äàííîé ñòàòüå ìû îïèñûâàåì òîëüêî
Ðèñ. 2. Ðåíòãåíîâñêèå äèôðàêòîãðàììû ñïåêîâ, ïîëó-
÷åííûõ èç ïîðîøêà, ñîäåðæàùåãî 90% ÀÔ è 10% àë-
ìàçà, ïðè òåìïåðàòóðå 1200 (1), 1500 (2), 1700 °Ñ (3).
Ñòðåëêàìè Ñàì1 è Ñàì2 óêàçàíû ïîëîæåíèÿ ãàëî
àìîðôíîé ôàçû
30 40 50 60 70 80 90
2θ, ãðàä
Ñàì1
Ñàì2
1
2
3
111
220 311
64
Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2010, ¹ 4
îáðàçöû, ñïå÷åííûå ïðè òåìïåðàòóðå âûøå
1200 °Ñ, ïëîòíîñòü êîòîðûõ ïðåâûøàëà 2,9 ã/ñì3,
à òâåðäîñòü áûëà íå íèæå 40 ÃÏà.
Äàííûå ïî ïëîòíîñòè, òâåðäîñòè è ôàçîâîìó
ñîñòàâó îáðàçöîâ ïðèâåäåíû â òàáëèöå.
Ðåíòãåíîôàçîâûé àíàëèç îáðàçöîâ ïîêàçàë,
÷òî â ïðîöåññå ñïåêàíèÿ ïîðîøêîâ ïðè òåìïå-
ðàòóðå Ò ≤ 1200 °Ñ èõ ôàçîâûé ñîñòàâ íå ìåíÿ-
åòñÿ. Çàìåòíîå ïðåâðàùåíèå àìîðôíîé ôàçû â
àëìàç çàôèêñèðîâàíî ïðè òåìïåðàòóðå ñïåêà-
íèÿ 1300 °Ñ, à ïðè 1500 °Ñ â àëìàç ïðåâðàùàåò-
ñÿ ïîðÿäêà 30% èñõîäíîé àìîðôíîé ôàçû. Ñïå-
êàíèå ïîðîøêîâ ïðè òåìïåðàòóðå 1700 °Ñ ñî-
ïðîâîæäàëîñü ïîëíûì ôàçîâûì ïåðåõîäîì.
Ðåíòãåíîâñêèå äèôðàêòîãðàììû ðÿäà ñïåêîâ,
ïîëó÷åííûõ ïðè ðàçíûõ òåìïåðàòóðàõ, ïðèâå-
äåíû íà ðèñ. 2.
Ïî äàííûì ýëåêòðîííîé ìèêðîñêîïèè, â îá-
ðàçöàõ, ïîëó÷åííûõ ïðè òåìïåðàòóðå 1200–
1300 °Ñ, ïðèñóòñòâóþò êàê íàíîïîðèñòûå ó÷àñò-
êè, òàê è îáøèðíûå àìîðôíûå îáëàñòè, íå ñîäåð-
æàùèå ïîð (ðèñ. 3).  îáðàçöàõ, ïîëó÷åííûõ ïðè
1500 °Ñ, ñ ïîìîùüþ ìåòîäîâ ýëåêòðîííîé ìèê-
ðîñêîïèè íàáëþäàëèñü èçìåíåíèÿ ñòðóêòóðû
àìîðôíûõ îáëàñòåé, ïðîÿâëÿþùèåñÿ â îñîáåí-
íîñòÿõ êîíòðàñòà: âìåñòî ãëàäêîãî îäíîðîäíî-
ãî ïîÿâëÿåòñÿ êîíòðàñò â âèäå ðÿáè (ðèñ. 4). Ýòè
äàííûå ñâèäåòåëüñòâóþò î ïîÿâëåíèè çàðîäû-
øåé àëìàçà â àìîðôíîé ôàçå. Çåðíà àëìàçà,
ñôîðìèðîâàííîãî èç àìîðôíîé ôàçû â ïðîöåñ-
Ðèñ. 3. Ýëåêòðîííî-ìèêðîñêîïè÷åñêèå èçîáðàæåíèÿ è ýëåêòðîíîãðàììà àìîðôíîé ôàçû â ñïåêå, ïîëó÷åí-
íîì ïðè 1200 °Ñ: áåñïîðèñòàÿ îáëàñòü (à), îáëàñòü ñ íàíîïîðàìè (á)
a á
ÊÎÍÑÎËÈÄÈÐÎÂÀÍÍÛÅ ÍÀÍÎÑÒÐÓÊÒÓÐÍÛÅ ÌÀÒÅÐÈÀËÛ, ÒÐÅÕÌÅÐÍÛÅ ÎÁÚÅÊÒÛ
Ðèñ. 4. Ñòðóêòóðà ñïåêà, ïîëó÷åííîãî ïðè 1500 °Ñ.
Ñòðåëêàìè óêàçàíû îáëàñòè íàíîàëìàçà, îáðàçîâàâ-
øåãîñÿ ïðè ÂÒÓÑ (À), è ñìåñè àìîðôíîé ôàçû ñ íà-
íîàëìàçîì, îáðàçîâàâøèìñÿ ïðè ñïåêàíèè (Á)
À
Á
65
М
АТ
ЕР
ИА
ЛО
ВЕ
Д
ЕН
ИЕ
Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2010, ¹ 4
ñå ñïåêàíèÿ, çíà÷èòåëüíî ìåëü÷å, ÷åì çåðíà
àëìàçà, îáðàçîâàâøåãîñÿ ïðè óäàðíîì ñæàòèè.
Òàê, åñëè ñðåäíèé ðàçìåð çåðåí àëìàçà â èñ-
õîäíîì ïîðîøêå ñîñòàâëÿë 20 íì, òî ðàçìåð
çåðåí, îáðàçîâàâøèõñÿ ïðè 1500 °Ñ èç ÀÔ, íå
ïðåâîñõîäèë 5 íì. Îòìåòèì, ÷òî çåðíà àëìàçà,
îáðàçîâàâøåãîñÿ íà ñòàäèè ñèíòåçà ïîðîø-
êà (ïðè ÂÒÓÑ), â óñëîâèÿõ ñïåêàíèÿ ïðè 1500 °Ñ
çàìåòíî íå ðîñëè.
Ïî äàííûì ðåíòãåíîâñêîé äèôðàêöèè, â íå-
êîòîðûõ îáðàçöàõ, ñïå÷åííûõ ïðè òåìïåðàòó-
ðàõ âûøå 1500 °Ñ, íàáëþäàëîñü íåáîëüøîå êî-
ëè÷åñòâî ãðàôèòà. Èçó÷åíèå ñòðóêòóðû ýòèõ
ñïåêîâ ìåòîäàìè îïòè÷åñêîé è ýëåêòðîííîé
ìèêðîñêîïèè ïîêàçàëî, ÷òî ãðàôèòîïîäîáíàÿ
ôàçà (ÃÔ) ïðèñóòñòâóåò â ñïåêàõ â äâóõ ñòðóê-
òóðíî-ìîðôîëîãè÷åñêèõ ôîðìàõ. Ïåðâàÿ ôîð-
ìà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé äèñïåðñíîå ðàçóïîðÿ-
äî÷åííîå ñîñòîÿíèå è íàõîäèòñÿ â íàíîïîðàõ.
Âòîðàÿ ôîðìà èìååò áîëåå óïîðÿäî÷åííóþ
ñòðóêòóðó è íàáëþäàåòñÿ íà ïîâåðõíîñòè îá-
ðàçöîâ è â òðåùèíàõ.
 ñïåêàõ, ïîëó÷åííûõ ïðè 1700–1800 °Ñ, ìîæ-
íî âûäåëèòü äâå ñòðóêòóðíûå ôîðìû àëìàçà:
ïåðâàÿ ïðåäñòàâëåíà ñêîïëåíèÿìè çåðåí ñ ðàç-
ìåðàìè 50–100 íì, à âòîðàÿ – ñêîïëåíèÿìè çå-
ðåí, ðàçìåð êîòîðûõ íå ïðåâûøàåò 10 íì.
Îáúåìíàÿ äîëÿ êàæäîé ñòðóêòóðíîé ôîðìû
ñîîòâåòñòâóåò äîëÿì äâóõ ôàç èñõîäíîãî ïîðîø-
êà, è ýòî ïîçâîëÿåò ñ÷èòàòü, ÷òî ïåðâàÿ ñòðóê-
òóðíàÿ ôîðìà ñôîðìèðîâàíà çà ñ÷åò ðîñòà àë-
ìàçíûõ çåðåí, ïðèñóòñòâîâàâøèõ â èñõîäíîì
ïîðîøêå, à âòîðàÿ ïðåäñòàâëÿåò àëìàç, îáðàçî-
âàâøèéñÿ èç àìîðôíîé ôàçû ïðè ñïåêàíèè. Íà
ðèñ. 5 ïîêàçàíà ñòðóêòóðà ñïåêà, ñôîðìèðîâàâ-
øàÿñÿ ïðè 1700 °Ñ (èñõîäíûé ïîðîøîê ñîäåð-
æàë 60% àëìàçà è 40% ÀÔ). Ñòðåëêàìè À óêà-
çàíû çåðíà àëìàçà ïåðâîé ñòðóêòóðíîé ôîðìû,
à ñòðåëêàìè Á – âòîðîé. Â ñêîïëåíèÿõ çåðåí,
îáðàçîâàâøèõñÿ èç ÀÔ, âèäíû çåðíîãðàíè÷íûå
íàíîïîðû.
Ðèñ. 5. Ñòðóêòóðà ñïåêà, ïîëó÷åííîãî ïðè 1700 °Ñ.
Ñòðåëêàìè À óêàçàíû çåðíà àëìàçà, îáðàçîâàâøèåñÿ
ïðè ÂÒÓÑ è âûðîñøèå â ïðîöåññå ñïåêàíèÿ, ñòðåëêà-
ìè Á – çåðíà, îáðàçîâàâøèåñÿ èç ÀÔ ïðè ñïåêàíèè
Òàáëèöà. Õàðàêòåðèñòèêè ñïåêîâ, ïîëó÷åííûõ èç ñìåñåé àìîðôíîé ôàçû è àëìàçà
*îáðàçöû ¹¹ 1–5 ïîëó÷åíû èç ïîðîøêà, ñîäåðæàùåãî 90% ÀÔ è 10% àëìàçà
**îáðàçåö ¹ 6 ïîëó÷åí èç ïîðîøêà, ñîäåðæàùåãî 40% ÀÔ è 60% àëìàçà
À
À
Á
Á
66
Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2010, ¹ 4
Îáñóæäåíèå ðåçóëüòàòîâ
Àíàëèç äàííûõ, ïîëó÷åííûõ ïðè èçìåðåíèè
òâåðäîñòè (ñì. òàáëèöó), ïîêàçûâàåò, ÷òî òâåð-
äîñòü ñïåêîâ çàêîíîìåðíî ðàñòåò ñ ïîâûøåíè-
åì òåìïåðàòóðû ñïåêàíèÿ. Òâåðäîñòü îáðàçöà
¹ 1, ïîëó÷åííîãî ïðè 1200 °Ñ, ñîñòàâëÿåò îêî-
ëî 40 ÃÏà, è ïîñêîëüêó â äàííîì îáðàçöå äîëÿ
ÀÔ ðàâíà 90%, òî ìîæíî ñ÷èòàòü, ÷òî ýòà òâåð-
äîñòü ñîîòâåòñòâóåò òâåðäîñòè àìîðôíîé ôàçû.
Àâòîðû ðàáîòû [11] ïîëó÷èëè îáðàçöû ñ àìîðô-
íîé ñòðóêòóðîé, îáëàäàþùèå òâåðäîñòüþ ïî-
ðÿäêà 60 ÃÏà è ïëîòíîñòüþ, áëèçêîé ê ïëîòíîñ-
òè íàøèõ îáðàçöîâ (ρ ≈ 2,9 ã/ñì3). Áîëåå íèçêàÿ
òâåðäîñòü ýòèõ îáðàçöîâ ìîæåò áûòü ñâÿçàíà
êàê ñ íàëè÷èåì íàíîïîð (çàïîëíåííûõ äèñïåðñ-
íîé ÃÔ), òàê è ñî ñòðóêòóðíûìè îòëè÷èÿìè
àìîðôíûõ ôàç ìàòåðèàëîâ, ïîëó÷åííûõ â äàí-
íîì èññëåäîâàíèè è â ðàáîòå [11].
Ïðèñóòñòâèå íàíîïîð ñî âêëþ÷åíèÿìè ãðà-
ôèòîïîäîáíîé ôàçû, íåîäíîðîäíî ðàñïðåäå-
ëåííûõ ïî îáúåìó îáðàçöà, î÷åâèäíî, îïðå-
äåëÿåò è çàìåòíûé ðàçáðîñ âåëè÷èíû ìèêðî-
òâåðäîñòè â ñïåêàõ. Ýòî ìîæåò áûòü ñâÿçàíî
òàêæå ñ ïðèñóòñòâèåì â îáðàçöå äâóõ ìîðôî-
ëîãè÷åñêèõ ôîðì àëìàçà, êîòîðûå îïèñàíû
âûøå. Ýëåêòðîííî-ìèêðîñêîïè÷åñêèå èññëå-
äîâàíèÿ ïîêàçûâàþò, ÷òî íàèìåíåå ïîðèñòû-
ìè ÿâëÿþòñÿ îáëàñòè, ñôîðìèðîâàííûå â ïðî-
öåññå ñïåêàíèÿ ïðè òåìïåðàòóðå 1700–1800 °Ñ
â ðåçóëüòàòå ðîñòà çåðåí íàíîàëìàçà, ïðèñóò-
ñòâîâàâøåãî â èñõîäíîì ïîðîøêå. Ýòî ïîçâî-
ëÿåò ïîëàãàòü, ÷òî èìåííî òàêèì îáëàñòÿì è
ñîîòâåòñòâóþò ìàêñèìàëüíûå çíà÷åíèÿ òâåð-
äîñòè.
Ïðåîáëàäàíèå àìîðôíîé ôàçû â ñïåêå, ïî-
ëó÷åííîì ïðè 1200 °Ñ, âåðîÿòíî, îïðåäåëÿåò
âåëè÷èíó îòíîøåíèÿ Í²Ò /Å* = 0,142 (êîòîðàÿ
ïðàêòè÷åñêè ñîâïàäàåò ñî çíà÷åíèåì Í²Ò /Å* äëÿ
àìîðôíîãî óãëåðîäà à-Ñ [16]). Ñíèæåíèå âåëè-
÷èíû Í²Ò /Å* â îáðàçöå, ñïå÷åííîì ïðè 1300 °Ñ,
äî çíà÷åíèÿ 0,128 ñâÿçàíî, âåðîÿòíåå âñåãî, ñ
ïîðèñòîñòüþ ñïåêà. Íà÷èíàÿ ñ òåìïåðàòóðû
1300 °Ñ êîëè÷åñòâî íàíîêðèñòàëëè÷åñêîé àëìàç-
íîé ôàçû â ñïåêàõ óâåëè÷èâàåòñÿ è, êàê ñëåä-
ñòâèå, íàáëþäàåòñÿ ðîñò òàêèõ ïîêàçàòåëåé,
êàê îòíîøåíèå Í²Ò /Å* è σes. Îäíàêî äàæå ïðè
1700 °Ñ (îáðàçåö ¹ 5, òàáëèöà), êîãäà àìîðô-
íàÿ ôàçà, ñîäåðæàùàÿñÿ â èñõîäíîì ñîñòîÿíèè,
ïðàêòè÷åñêè ïîëíîñòüþ ïðåâðàòèëàñü â íàíî-
àëìàç, òâåðäîñòü íå ïðåâûøàåò 70 ÃÏà, à ìî-
äóëü óïðóãîñòè (Å) – 500 ÃÏà, ÷òî ñóùåñòâåííî
íèæå õàðàêòåðèñòèê ìîíîêðèñòàëëà àëìàçà. Îñ-
íîâíîé ïðè÷èíîé òàêîãî íåâûñîêîãî çíà÷åíèÿ âå-
ëè÷èí ÍIT è Å ïî ñðàâíåíèþ ñ õàðàêòåðèñòèêà-
ìè ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîãî àëìàçà ìîæåò áûòü
áîëåå íèçêàÿ ïëîòíîñòü íàíîêðèñòàëëè÷åñêèõ
àëìàçíûõ îáðàçöîâ, îáóñëîâëåííàÿ íàíîïîðèñ-
òîñòüþ è ïðèñóòñòâèåì äèñïåðñíîé ÃÔ. Â òî
æå âðåìÿ ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî, èñïîëüçóÿ äëÿ
ñïåêàíèÿ ïîðîøîê, ñîäåðæàùèé â èñõîäíîì ñî-
ñòîÿíèè 60% àëìàçà è 40% àìîðôíîé ôàçû, óäà-
ëîñü ïðè 1700 °Ñ ïîëó÷èòü îáðàçåö ñ áîëåå âû-
ñîêèìè õàðàêòåðèñòèêàìè – òâåðäîñòüþ íà
óðîâíå 93 ÃÏà, ìîäóëåì óïðóãîñòè Å = 932 ÃÏà
ïðè îòíîøåíèè HIT/E* ≈ 0,176, ÷òî áëèçêî ê ñâîé-
ñòâàì ìîíîêðèñòàëëà àëìàçà. Íà ýòîì ñïå-
êå (îáðàçåö ¹ 6, òàáëèöà) áûëè ïðîâåäåíû äîïîë-
íèòåëüíûå ýêñïåðèìåíòû ñ èñïîëüçîâàíèåì èí-
äåíòîðà Áåðêîâè÷à ñ ðàçíûìè óãëàìè çàòî÷êè –
65î, 55î è 45î (óãîë çàòî÷êè âëèÿåò íà ñòåïåíü
äåôîðìàöèè ìàòåðèàëà ïîä èíäåíòîðîì [17]).
Ðåçóëüòàòû èíäåíòèðîâàíèÿ ïðåäñòàâëåíû â
òàáëèöå. Êàê è îæèäàëîñü, ñ èçìåíåíèåì óãëà
çàòî÷êè èíäåíòîðà óðîâåíü âíåêîíòàêòíîé óï-
ðóãîé äåôîðìàöèè εes ïîñòåïåííî óâåëè÷èâàåò-
ñÿ, ïðè ýòîì ðàñòåò è âåëè÷èíà íàïðÿæåíèÿ σes ñ
50 äî 113 ÃÏà (ñì. òàáëèöó). Îòìåòèì, ÷òî ïî-
ëó÷åííîå çíà÷åíèå σes ≈ 113 ÃÏà ïðèáëèæàåòñÿ
ê ðàññ÷èòàííîìó â ðàáîòå [18] çíà÷åíèþ òåî-
ðåòè÷åñêîé ïðî÷íîñòè ìîíîêðèñòàëëà àëìàçà,
ñîîòâåòñòâóþùåìó ïðî÷íîñòè ðàçðóøåíèÿ ïðè
ñæàòèè (σmax = 137 ÃÏà).
Âûâîäû
Ïðîâåäåííûå èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî
ñïåêàíèå ïîðîøêîâ, ïðåäñòàâëÿþùèõ ñîáîé
ñìåñü àìîðôíîé óãëåðîäíîé ôàçû è íàíîàëìà-
çà, ïðè äàâëåíèè 13 ÃÏà ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü
êîìïàêòíûå îáðàçöû ñ íàíîêðèñòàëëè÷åñêîé
ñòðóêòóðîé è òâåðäîñòüþ 40–90 ÃÏà. Òâåðäîñòü
àìîðôíîé ôàçû ïîñëå êîìïàêòèðîâàíèÿ ñîñòàâ-
ëÿåò 40–45 ÃÏà (ïðè ïëîòíîñòè ρ ≈ 3 ã/ñì3), à
ÊÎÍÑÎËÈÄÈÐÎÂÀÍÍÛÅ ÍÀÍÎÑÒÐÓÊÒÓÐÍÛÅ ÌÀÒÅÐÈÀËÛ, ÒÐÅÕÌÅÐÍÛÅ ÎÁÚÅÊÒÛ
67
М
АТ
ЕР
ИА
ЛО
ВЕ
Д
ЕН
ИЕ
Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2010, ¹ 4
òâåðäîñòü êîìïîçèöèé íàíîàëìàç + àìîðôíàÿ
ôàçà – 50–70 ÃÏà. Òâåðäîñòü âûøå 70 ÃÏà äî-
ñòèãàåòñÿ â îáðàçöàõ, â êîòîðûõ àìîðôíàÿ ôàçà
â ïðîöåññå ñïåêàíèÿ ïðàêòè÷åñêè ïîëíîñòüþ
ïðåâðàùàåòñÿ â íàíîàëìàç. Ìàêñèìàëüíûå çíà-
÷åíèÿ òâåðäîñòè (âûøå 90 ÃÏà) ïîëó÷åíû íà
îáðàçöàõ, ñòðóêòóðà êîòîðûõ ôîðìèðóåòñÿ â
óñëîâèÿõ ðîñòà çåðåí íàíîàëìàçà äî ðàçìåðîâ
ïîðÿäêà 100 íì. Îñíîâíîé ïðè÷èíîé, ïðåïÿò-
ñòâóþùåé ïîëó÷åíèþ ñïåêîâ ñ áîëåå âûñîêèìè
ìåõàíè÷åñêèìè õàðàêòåðèñòèêàìè, ÿâëÿåòñÿ
îáðàçîâàíèå íàíîïîð è íàëè÷èå â íèõ ãðàôèòî-
ïîäîáíîãî óãëåðîäà. Ñðàâíèòåëüíûé àíàëèç ðå-
çóëüòàòîâ äàííîé ñòàòüè è ðàáîò [10, 11] ïîçâî-
ëÿåò ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ñíèæåíèå ïîðèñòîñòè è
ïîâûøåíèå ìåõàíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê êîì-
ïàêòîâ ìîæåò áûòü äîñòèãíóòî áëàãîäàðÿ ïðè-
ìåíåíèþ áîëåå âûñîêèõ ñòàòè÷åñêèõ äàâëåíèé
è áîëåå äëèòåëüíîé èçîòåðìè÷åñêîé âûäåðæêè
ïðè ñïåêàíèè, ÷òî òðåáóåò óñîâåðøåíñòâîâàíèÿ
êîíñòðóêöèè èñïîëüçóåìîé êàìåðû âûñîêîãî
äàâëåíèÿ.
Ó ðîáîò³ íàâåäåíî ðåçóëüòàòè äîñë³äæåííÿ ñòðóêòóðè òà
äåÿêèõ ìåõàí³÷íèõ âëàñòèâîñòåé ïîë³êðèñòàë³â, îòðèìàíèõ
³ç íàíîäèñïåðñíèõ ïîðîøê³â, ùî ÿâëÿþòü ñîáîþ ñóì³ø
àìîðôíî¿ âóãëåöåâî¿ ôàçè òà íàíîêðèñòàë³÷íîãî àëìàçó.
Âèõ³äíèé ïîðîøîê áóëî ñèíòåçîâàíî ìåòîäîì âèñîêîòåì-
ïåðàòóðíîãî óäàðíîãî ñòèñêó. Ñï³êàííÿ ïîðîøê³â çä³éñíþ-
âàëè ïðè òèñêó 13 ÃÏà é òåìïåðàòóðàõ â³ä 1200 äî 1800 °Ñ.
Îòðèìàíî ïîë³êðèñòàëè, ùî ñêëàäàþòüñÿ ç àìîðôíîãî âóã-
ëåöþ é íàíîàëìàçó ³ç âì³ñòîì àëìàçó â³ä 10 äî 100%.
Òâåðä³ñòü ñïåê³â çàëåæíî â³ä ôàçîâîãî ñêëàäó òà ñòðóêòó-
ðè ñòàíîâèëà 40–90 ÃÏà.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: íàíîêðèñòàë³÷íà ñòðóêòóðà, àëìàç, àìîðô-
íèé âóãëåöü, ñï³êàííÿ, âèñîêèé òèñê, òâåðä³ñòü
The results of research of structure and some mechanical
properties of polycrystals, obtained from superfine carbon
powders, were discussed. The initial powders, which were a
mixtures of amorphous carbon phase and nanocrystalline
diamond, were synthesized by the method of high temperature
shock compression. Sintering of powders was realised at
pressure 13 GÐa and temperatures from 1200 to 1800 °C. The
polycrystals, consisting of amorphous carbon and nanodiamond
with maintenance of diamond from 10 to 100% were obtained.
Hardness of samples depending on phase composition and
structure was 40–90 GPa.
Key words: nanocrystalline structure, diamond, amorphous
carbon, sintering, high pressure, hardness
1. Êóðäþìîâ À.Â., Îñòðîâñêàÿ Í.Ô., Ïèëÿíêåâè÷ À.Í.
Ðåàëüíàÿ ñòðóêòóðà àëìàçîâ äèíàìè÷åñêîãî ñèíòåçà //
Ïîðîøêîâàÿ ìåòàëëóðãèÿ. – 1988. – ¹ 1. – Ñ. 34–40.
2. Íàíîñòðóêòóðíûå àëìàçíûå ïîëèêðèñòàëëè÷åñêèå ïî-
ðîøêè / Íîâèêîâ Í.Â., Áîãàòûðåâà Ã.Ï., Âîëîøèí Ì.Í.
è äð.// ²íñòðóìåíòàëüíèé ñâ³ò. – 2002. – 13. – ¹ 1. –
Ñ. 13–15.
3. Èññëåäîâàíèå ïðîöåññà ñèíòåçà àëìàçà â äåòîíàöèîííîé
âîëíå / Äðîáûøåâ Â.Í., Àíàíüèí À.Â., Äðåìèí À.Í.
è äð. // Ôèçèêà èìïóëüñíîé îáðàáîòêè ìàòåðèàëîâ. –
Äíåïðîïåòðîâñê: ÀÐÒ-Ïðåññ, 2003. – 334 ñ.
4. Áî÷å÷êà À.À. Âëèÿíèå äåñîðáèðîâàííûõ ãàçîâ íà ñïå-
êàíèå àëìàçíûõ ïîðîøêîâ ïîä äåéñòâèåì âûñîêîãî
äàâëåíèÿ // Ñâåðõòâåðäûå ìàòåðèàëû. – 1998. – ¹ 4. –
Ñ. 10–16.
5. Âëèÿíèå äåñîðáöèè ãàçîâ íà ñòðóêòóðó è ñâîéñòâà
ïîëèêðèñòàëëîâ, ñïå÷åííûõ èç íàíîìåòðè÷åñêèõ àëìàç-
íûõ ïîðîøêîâ / Øóëüæåíêî À.À., Áî÷å÷êà À.À., Ãàð-
ãèí Â.Ã. è äð. // Ñâåðõòâåðäûå ìàòåðèàëû. – 1998. –
¹ 4. – Ñ. 46–52.
6. Áðèòóí Â.Ô., Êóðäþìîâ À.Â. Ñòðóêòóðà ïîëèêðèñòàë-
ëîâ, ïîëó÷åííûõ ñïåêàíèåì àëìàçíûõ ïîðîøêîâ äèíà-
ìè÷åñêîãî ñèíòåçà // Ñâåðõòâåðäûå ìàòåðèàëû. – 1998. –
¹ 4. – Ñ. 36–40.
7. Ýâîëþöèÿ ñòðóêòóðû êîìïàêòà ïðè ñïåêàíèè íàíîäèñ-
ïåðñíûõ àëìàçîâ â óñëîâèÿõ âûñîêèõ äàâëåíèé /
Â.Â. Äàíèëåíêî, È.À. Ïåòðóøà, Ã.Ñ. Îëåéíèê, Í.Â. Äà-
íèëåíêî // Ñâåðõòâåðäûå ìàòåðèàëû. – 1998. – ¹ 4. –
Ñ. 53–61.
8. Øóëüæåíêî À.À., Áî÷å÷êà À.À., Ãàðãèí Â.Ã. Ñïåêàíèå
íàíîñòðóêòóðíûõ àëìàçíûõ ìàòåðèàëîâ // Ñâåðõòâåð-
äûå ìàòåðèàëû. Ïîëó÷åíèå è ïðèìåíåíèå. Ñèíòåç àë-
ìàçîâ è ïîäîáíûõ ìàòåðèàëîâ / Ïîä ðåä. Í.Â. Íîâèêî-
âà, À.À. Øóëüæåíêî. – Ê., Èí-ò ñâåðõòâåðäûõ ìàòåðè-
àëîâ, 2003. – Ò. 1. – 302 ñ.
9. Âèòÿçü Ï.À., Ñåíþòü Â.Ò. Êîìïàêòèðîâàíèå íàíîàëìà-
çîâ äåòîíàöèîííîãî ñèíòåçà è ñâîéñòâà êîìïîçèöèîí-
íûõ è ïîëèêðèñòàëëè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ íà èõ îñíîâå //
Ôèçèêà òâåðäîãî òåëà. – 2004. – 46, ¹ 4. – Ñ. 743–745.
10. Nanocrystalline diamond synthesized from C60 /
Dubrovinskaia N., Dubrovinsky L., Langenhorst F. et al. //
Diamond and related materials. – 2005. – 14. – P. 16–22.
11. Ìåõàíèçì ôîðìèðîâàíèÿ àëìàçíîãî íàíîêîìïîçèòà
â ïðîöåññå ïðåâðàùåíèé ôóëåðèòà Ñ60 ïðè âûñî-
êîì äàâëåíèè / Áðàæêèí Â.Â., Ëÿïèí À.Ã., Âîëî-
øèí Ð.Í. è äð. // Ïèñüìà â ÆÝÒÔ. – 1999. – 69, ¹ 11. –
Ñ. 822–827.
12. Ìàðòåíñèòíûå è äèôôóçèîííûå ïðåâðàùåíèÿ â óã-
ëåðîäå è íèòðèäå áîðà ïðè óäàðíîì ñæàòèè / À.Â. Êóð-
äþìîâ, Â.Ô. Áðèòóí, Í.È. Áîðèì÷óê, Â.Â. ßðîø // Ê.:
Èçä-âî Êóïðèÿíîâîé, 2005. – 192 ñ.
13. Ôàçîâûå ïðåâðàùåíèÿ ñàæè ïðè âûñîêîòåìïåðàòóð-
íîì óäàðíîì ñæàòèè / Êóðäþìîâ À.Â., Áðèòóí Â.Ô.,
68
Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2010, ¹ 4
ßðîø Â.Â. è äð. // Ñâåðõòâåðäûå ìàòåðèàëû. – 2009. –
¹ 5. – Ñ. 36–43.
14. Compacting and sintering of carbon and boron nitride
dispersive phases using HPA «The double toroid-15» /
G.S. Burkhanov, V.M. Kirillova, N.N. Kuzin, A.V. Bochko //
Rare metals. – 2009. – 28, spec. iss. – P. 846–848.
15. Ôèðñòîâ Ñ.À., Ãîðáàíü Â.Ô., Ïå÷êîâñêèé Ý.Ï. Óñòà-
íîâëåíèå ïðåäåëüíûõ çíà÷åíèé òâåðäîñòè, óïðóãîé
äåôîðìàöèè è ñîîòâåòñòâóþùåãî íàïðÿæåíèÿ ìàòåðè-
àëîâ ìåòîäîì àâòîìàòè÷åñêîãî èíäåíòèðîâàíèÿ // Ìà-
òåðèàëîâåäåíèå. – 2008. – ¹ 8. – Ñ. 15–21.
16. Ôèðñòîâ Ñ.À., Ãîðáàíü Â.Ô., Ïå÷êîâñêèé Ý.Ï. Íîâàÿ
ìåòîäîëîãèÿ îáðàáîòêè è àíàëèçà ðåçóëüòàòîâ àâòî-
ìàòè÷åñêîãî èíäåíòèðîâàíèÿ ìàòåðèàëîâ. – Ê.: Ëîãîñ,
2009. – 84 c.
17. Ìèëüìàí Þ.Â. Íîâûå ìåòîäèêè ìèêðîìåõàíè÷åñêèõ
èñïûòàíèé ìàòåðèàëîâ ìåòîäîì ëîêàëüíîãî íàãðóæå-
íèÿ æåñòêèì èíäåíòîðîì // Ñó÷àñíå ìàòåð³àëîçíàâñòâî
ÕÕ² ñòîð³÷÷ÿ. – Ê: Íàóêîâà äóìêà, 1998. – 846 ñ.
18. Çàêàðÿí Ä.À., Êàðòóçîâ Â.Â. Ðàñ÷åò òåîðåòè÷åñêîé
ïðî÷íîñòè àëìàçîïîäîáíûõ ìàòåðèàëîâ // Äîïîâ³ä³
ÍÀÍÓ. – 2006. – ¹ 7. – C. 94–100.
ÊÎÍÑÎËÈÄÈÐÎÂÀÍÍÛÅ ÍÀÍÎÑÒÐÓÊÒÓÐÍÛÅ ÌÀÒÅÐÈÀËÛ, ÒÐÅÕÌÅÐÍÛÅ ÎÁÚÅÊÒÛ
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-62742 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1996-9988 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-01T21:13:09Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Бритун, В.Ф. Горбань, В.Ф. Курдюмов, А.В. Бочко, А.В. 2014-05-25T12:03:59Z 2014-05-25T12:03:59Z 2010 Эволюция структуры и некоторых свойств сверхтвердой углеродной керамики при переходе от аморфного к нанокристаллическому состоянию / В.Ф. Бритун, В.Ф. Горбань, А.В. Курдюмов, А.В. Бочко // Наноструктурное материаловедение. — 2010. — № 4. — С. 61-68. — Бібліогр.: 18 назв. — рос. 1996-9988 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/62742 620.18:539.22 В работе приведены результаты исследования структуры и некоторых механических свойств поликристаллов, полученных из нанодисперсных порошков, представляющих собой смесь аморфной углеродной фазы и нанокристаллического алмаза. Исходные порошки были синтезированы методом высокотемпературного ударного сжатия. Спекание порошков проводили при давлении 13 ГПа и температуре от 1200 до 1800 °С. Получены поликристаллы, состоящие из аморфного углерода и наноалмаза с содержанием алмаза от 10 до 100%. Твердость спеков в зависимости от фазового состава и структуры составляла 4090 ГПа. У роботі наведено результати дослідження структури та деяких механічних властивостей полікристалів, отриманих із нанодисперсних порошків, що являють собою суміш аморфної вуглецевої фази та нанокристалічного алмазу. Вихідний порошок було синтезовано методом високотемпературного ударного стиску. Спікання порошків здійснювали при тиску 13 ГПа й температурах від 1200 до 1800 °С. Отримано полікристали, що складаються з аморфного вуглецю й наноалмазу із вмістом алмазу від 10 до 100%. Твердість спеків залежно від фазового складу та структури становила 4090 ГПа. The results of research of structure and some mechanical properties of polycrystals, obtained from superfine carbon powders, were discussed. The initial powders, which were a mixtures of amorphous carbon phase and nanocrystalline diamond, were synthesized by the method of high temperature shock compression. Sintering of powders was realised at pressure 13 GPa and temperatures from 1200 to 1800 °C. The polycrystals, consisting of amorphous carbon and nanodiamond with maintenance of diamond from 10 to 100% were obtained. Hardness of samples depending on phase composition and structure was 40–90 GPa. ru Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України Наноструктурное материаловедение Консолидированные наноструктурные материалы, трехмерные объекты Эволюция структуры и некоторых свойств сверхтвердой углеродной керамики при переходе от аморфного к нанокристаллическому состоянию Article published earlier |
| spellingShingle | Эволюция структуры и некоторых свойств сверхтвердой углеродной керамики при переходе от аморфного к нанокристаллическому состоянию Бритун, В.Ф. Горбань, В.Ф. Курдюмов, А.В. Бочко, А.В. Консолидированные наноструктурные материалы, трехмерные объекты |
| title | Эволюция структуры и некоторых свойств сверхтвердой углеродной керамики при переходе от аморфного к нанокристаллическому состоянию |
| title_full | Эволюция структуры и некоторых свойств сверхтвердой углеродной керамики при переходе от аморфного к нанокристаллическому состоянию |
| title_fullStr | Эволюция структуры и некоторых свойств сверхтвердой углеродной керамики при переходе от аморфного к нанокристаллическому состоянию |
| title_full_unstemmed | Эволюция структуры и некоторых свойств сверхтвердой углеродной керамики при переходе от аморфного к нанокристаллическому состоянию |
| title_short | Эволюция структуры и некоторых свойств сверхтвердой углеродной керамики при переходе от аморфного к нанокристаллическому состоянию |
| title_sort | эволюция структуры и некоторых свойств сверхтвердой углеродной керамики при переходе от аморфного к нанокристаллическому состоянию |
| topic | Консолидированные наноструктурные материалы, трехмерные объекты |
| topic_facet | Консолидированные наноструктурные материалы, трехмерные объекты |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/62742 |
| work_keys_str_mv | AT britunvf évolûciâstrukturyinekotoryhsvoistvsverhtverdoiuglerodnoikeramikipriperehodeotamorfnogoknanokristalličeskomusostoâniû AT gorbanʹvf évolûciâstrukturyinekotoryhsvoistvsverhtverdoiuglerodnoikeramikipriperehodeotamorfnogoknanokristalličeskomusostoâniû AT kurdûmovav évolûciâstrukturyinekotoryhsvoistvsverhtverdoiuglerodnoikeramikipriperehodeotamorfnogoknanokristalličeskomusostoâniû AT bočkoav évolûciâstrukturyinekotoryhsvoistvsverhtverdoiuglerodnoikeramikipriperehodeotamorfnogoknanokristalličeskomusostoâniû |