Алмаз превращение

Для твердых тел чаще более характерны смешанные виды связи. Известно, что ионная и ковалентная связи, а также ковалентная и металлическая не имеют резкого разграничения и может наблюдаться переход от одного вида связи к другому. Так, упрочнение металла в результате пластической деформации и легирования объясняется превращением металлической связи в ковалентную. При деформации в металлах появляются области высокой прочности и малой пластичности, приближающиеся по своим свойствам к типичным веществам, обладающим ковалентной связью (алмазу). [c.10]

Примером полиморфного превращения, обусловленного изменением температуры и давления, является изменение кристаллического строения углерода. В обычных условиях он находится в виде модификации графита, а при нагреве до 2000 °С и давлении порядка 10 ° Па образуется модификация алмаза. [c.9]

При сравнительно низких температурах для измерения твердости тугоплавких материалов используется алмаз. Высокая твердость алмаза связана с локализацией валентных электронов у остовов атомов с образованием весьма устойчивых конфигураций, определяющих в свою очередь жесткость и направленность химических связей. Эти положительные свойства позволяют применять кристаллы алмаза в качестве материала инденторов при измерении твердости тугоплавких соединений и материалов на их основе до температуры 1100 К. Алмазные наконечники, характеризующиеся высокой твердостью при низких температурах, обнаруживают быстрое притупление и уменьшение стойкости в условиях высоких температур. Установлено [112], что при температурах, начиная с 1200 К, измерение твердости вызывает быстрый износ алмазных пирамид, а при температуре 1370—1470 К в результате одного вдавливания наконечник выводится из строя. В процессе длительного пребывания при высоких температурах алмазный наконечник постепенно подвергается графитизации, резкой потере прочности и разупрочнению. При температурах свыше 1100—1150 К происходит превращение алмаза в графит. [c.55]

Вряд ли найдется в природе еще какой-нибудь элемент, который обладал бы столь противоположными свойствами, как углерод, выступая в обличьях, например, алмаза и графита. Обычно бесцветный, прозрачный, твердый (рекордсмен среди природных материалов), привлекательный, драгоценный (самого высокого класса) алмаз и серо-черный, непрозрачный, жирный иа ощупь, чешуйчатый, очень мягкий, с металлическим блеском графит Трудно поверить в их близкое родство. Но модификации углерода служат убедительным свидетельством их родственных связей. Так, при температурах выше 1400 °С в вакууме или инертной атмосфере можно наблюдать превращение алмаза в графит. Нагрев некоторых разновидностей аморфного углерода (кокс, сажа, древесный уголь) выше 1500—1600 °С без доступа воздуха вызывает превращение их в графит. [c.52]

Уравнение (12) открывает, например, путь для расчета скорости превращения графита в алмаз при высоких давлениях и температурах, а также других аналогичных превращений. [c.11]

На рис. 6-5 представлена р. Г-диаграмма углерода. Как известно, твердый углерод имеет две кристаллические модификации — графит и алмаз, резко отличающиеся по своим физическим свойствам. Из рис. 6-5 видно, что при обычных условиях (атмосферное давление) устойчивой модификацией является графит алмаз же при обычных условиях находится в метастабильном состоянии и сравнительно легко превращается в графит при высоких температурах, при обычных же температурах процесс превращения алмаза в графит идет с совершенно ничтожной скоростью, так что практически алмаз сохраняет свою кристаллическую структуру сколь угодно долго. [c.164]

Как видно из рис. 6-5, алмаз устойчиво существует при давлениях выше 10 —Па ( 10 —10 кгс/см ). Однако для того, чтобы получить алмаз из графита, недостаточно просто повысить давление графита, так как в твердом состоянии обратимый процесс превращения графита в алмаз идет чрезвычайно медленно. Поэтому единственным практически осуществимым путем получения алмаза из графита является получение из графита жидкого углерода с последующим его охлаждением под высоким давлением (выше, чем давления на кривой фазового перехода графит—алмаз). Для ускорения процесса применяются специальные катализаторы. Получение искусственных алмазов из графита в настоящее время уже освоено промышленностью. [c.164]

Природные технические алмазы в отличие от ювелирных имеют малую массу (измеряется в каратах один метрический карат равен 0,205 г), неопределенную форму, неравномерную окраску (из-за наличия примесей) и различные дефекты (трещины, включения), что делает их непригодными для превращения в бриллианты огранкой и полировкой. [c.139]

Рост давления может приводить к превращению при низких температурах менее плотноупакованных модификаций в плотноупакованные структуры. Б Ge, Si и Sn при больших давлениях обнаружено превращение ковалентных кристаллов с решеткой алмаза (К4) в металлические кристаллы с тетрагональной объемно-центрированной решеткой (К8). [c.20]

Типичным примером реакций типа (6.3.1) являются полиморфные превращения простых и сложных веществ, широко используемые при создании неорганических материалов. Так, полиморфное превращение железа явилось основой для создания новых ферросплавов, а структурные изменения углерода при сверхвысоких давлениях привели к возможности получения синтетических алмазов. [c.630]

В энергетическом отношении углерод и алмаз мало отличаются между собой, поэтому энергетические эффекты химических превращений этих веществ имеют близкие значения. [c.175]

Химики не впервые сталкиваются с двумя формами одного и того же простого вещества (аллотропия). Например, фосфор существует в виде белого и красного фосфора, и при известных условиях одна форма переходит в другую Поэтому можно попытаться получить алмаз из графита, осуществив превращение, обратное тому, которое наблюдается при нагревании алмаза. Именно на этом и сосредоточились усилия многочисленных исследователей. Изучение аллотропных свойств других простых веществ подсказывает принцип проведения подобных экспериментов. Каждая форма обладает некоторой областью стабильности в зависимости от температуры и давления. Различные области стабильности разделяются кривыми равновесия между двумя аллотропными видами или между одним из аллотропных видов и жидкостью или паром изучаемого вещества. [c.239]

Подводя итоги изложенному, надо отметить, что про- цессы образования алмаза в природе до сих пор неясный Если известны хотя бы приблизительно температура и дав ление, при которых происходит превращение графита в алмаз в естественных условиях, то еще не удалось удержать углерод в течение долгого времени в области стабильности алмаза и отыскать условия, при которых катализаторы способны ускорить его образование. Если такие катализаторы существуют, то весьма вероятно, что они содержатся в примесях, всегда имеющихся в самых чистых алмазах. Поэтому необходимо тщательно изучить эти примеси, а также окраску, твёрдость и другие физические свойства алмазов. [c.241]

Возьмем конкретный случай. Алмаз весом 5 карат (1 г) содержал 0,05% примесей (Ре, Са, Mg, 51, Т1, А1 и т. д.). В этом алмазе содержится 50 тысяч миллиардов миллиардов атомов углерода (5-10 ) и приблизительно 3 миллиарда миллиардов атомов примесей (3-10 ). Но действие бомбардировки нейтронами сравнительно невелико и в силу различных обстоятельств лишь один нейтрон из 10000, попавших в алмаз, вызовет превращение атома. Следовательно, чтобы изменить хотя бы десятую часть примесей кристалла, понадобился бы источник порядка 1000 миллиардов миллиардов нейтронов (10 ). [c.245]

В то же время ядерный реактор мощностью 1 000000 кет дает поток нейтронов, способный по истечении года вызвать изменение почти всех атомов примесей. Но нет никакой необходимости изменять все атомы. По истечении нескольких дней или нескольких недель в результате исчезновения некоторых старых пигментов и появления новых возникает значительное изменение окраски. Присутствие в реакторе значительного количества алмазов не отразится чувствительно на его работе. Величина средней энергии нейтронов деления (порядка 1 /Нэв), а также наличие в реакторе резонансных нейтронов и тепловых нейтронов являются благоприятными факторами для процесса превращения, причем изотопы углерода, входящие в состав алмаза, С и С , реагирующие лишь с быстрыми нейтро- [c.245]

Превращения с изменением типа связи. Если кристаллографические превращения связаны с ясно выраженным изменением характера связи, их следует выделить в от-, дельную группу. Например, между атомами углерода в алмазе имеет ме- сто чисто гомеополярная связь, в то время как в графите появляется высокая доля металлической связи. Олово ниже температуры превращения 18° С имеет неметаллическую модификацию (серое олово), а выще этой температуры металлическую форму (белое олово). Превращения подобного рода протекают обычно очень медленно. [c.166]

Превращение углерода (графит — алмаз). Подобно тому, как при превращении олова на основе калорических измерений определялась температура равновесия между двумя модификациями, можно вычислить и равновесное давление для превращения графит — алмаз, как функцию температуры. Зная энтальпию превращения и ход молярных теплоемкостей графита и алмаза вплоть до самых низких температур, можно вычислить изменение свободной энтальпии. Расчет показывает, что свободная энтальпия алмаза при атмосферном давлении и при любых температурах больше, чем свободная энтальпия графита. Поэтому при нормальном давлении графит можно рассматривать как устойчивую модификацию. Превращение в этом случае произойти не может. [c.173]

Изменение окраски и твердости алмаза в ядерном реакторе. Исходя из того, что медленные нейтроны обладают способностью вызывать в алмазе превращение неуглеродных атомов, автор поставил перед собой следующий вопрос не может ли интенсивная бомбардировка медленными нейтронами изменить длительно и в значительной степени структуру алмаза, а следовательно, и свойства, которые определяют его стоимость — окраску и твердость. [c.244]

ГПа) и высоких температур (2500 С). В присутствии металлического катализатора происходит синтез алмазов — превращение углерода из гексагональной структуры графита в кубическую алмаза. Синтетические алмазы в зависимости от прочности делятся на пять марок обычной прочности — АС2 повышенной прочности — АС4. втжокой прочности — АС6 мо-нокристальные АС 15 и АС20 (по ГОСТ 9206—ВОЕ). [c.182]

Синтезированы фуллереновые комплексы с участием фтора, некоторых металлов, водорода и других элементов. Из фуллеренов Сбо и С70 получены конденсированные системы (фуллериды), которые по своему состоянию подобны структуре твердых инертных газов. Показана возможность получения кристаллической структуры алмаза из поликристаллического фуллерена Сбо при давлении на порядок ниже, чем это требуется при превращении графита в [c.213]

Атомный номер олова 50, атомная масса 118,69, атомный радиус 0,158 нм. Известно 20 изотопов, стабильных и радиоактивных. Электронное строение [Kr]4rf 5s 5p . Электроотрицательность 1,4. Потенциал ионизации 7,332 эВ. Кристаллическая решетка при температуре ниже 13 °С серое а-олово с кубической решеткой типа алмаза с параметром 0=0,65043 нм, выше 13 °С белое -олово с тетрагональной решеткой с параметрами а = 0,58312 нм, с=0,31814 нм, с/о=0,546. Переход - в а-олово сопровождается увеличением объема и образованием кристалликов серого цвета (оловянная чума). Скорость превращения при ОХ 0,2 мм/сут и максимальная при —33 X. Контакт с серым оловом ускоряет превращение. Чистое белое олово без соприкосновения с серым может сохранить свою структуру до температуры —272 X. При длительном вылеживании при 20 X серое олово превращается в белое повышение температуры ускоряет процесс плавление способствует мгновенному переходу серого олова в белое. Плотность белого олова 7,295, серого 5,846 т/м . /пл = 232Х, /квп=2270Х. Температурный коэффициент линейного расширения при ОХ =21-10 К . Упругие свойства олова =55 ГПа, 0=17 ГПа. [c.56]

Синтетические неметаллические материалы в большинстве случаев получают из более простых (обычно из низкомолекулярных) и индивидуальных соединений в процессе слол<ных химических, физико-химических или термохимических превращений. Таким образом, например, получают синтетические полимеры и эластомеры органического и элементоорганического типов (процессы полимеризации и поликопденсации), лежащие в основе синтетических волокон, пластмасс, резин, клеев, лаков, герметиков и т. д., искусственные алмазы и графиты, бескислородную керамику, силикатные стекла, ситаллы, эмали, глазури, фарфор и др. Эта группа неметаллических материалов, являющаяся самой большой и разнообразной по номенклатуре, составу и свойствам, непрерывно пополняется новыми разновидностями, отличающимися более совершенными характеристиками. [c.9]

Температура плавления боразопа 3000° С, плотность 3,45 г/см , твердость его близка к твердости алмаза. Температурная устойчивость боразона значительно выше, чем у алмаза. Он также стоек к действию кислот и обладает хорошими изоляционными свойствами. Метод получения боразона основан на аллотропическом превращении нитрида бора гексагональной модификации в кубическую в присутствии катализаторов при высоких температурах. [c.427]

Установлено оплавление термически устойчивых силикатных минералов, в рудных минералах достоверно установлено наличие фазовых превращений вещества - переход минералов в высокотемпературные фазы и частичная потеря серы некоторыми из них, в первую очередь - пирротином. Несмотря на незначительный объем вещества, претерпевшего фазовые превращения, при измельчении руды до флотационной крупности на поверхности сульфидных частиц могут возникать пленки фаз, обедненные серой, вплоть до окисных, что значительно изменит флотоактивность минералов и может существенно сказаться на технологическом процессе (см. ниже). Выявлено разложение термически неустойчивых минералов (кальцит, флюорит) и полиморфные превращения (типа алмаз-графит). [c.208]

Две фазы, метастабильные по отношению к третьей фазе, могут сосуществовать друг с другом. При этом удовлетворяются обычные условия равновесия фаз f = Т", Р — Р", р = р". Примером является переохлаждённая жидкость и пар над ней при Т< Т р, где Гтр — темп-ра тройной точки кристалл — жидкость — пар. Др. пример — равновесие кристалл — жидкость на продолжении линии плавления за тройную точку, т. е. при Р< Pjp. Аналогичный приём построения расширенных диаграмм состояния используют для систем с полиморфными превращениями (см. Полиморфизм). Это связано с тем, что мн. кристаллич. материалы получают на основе метастабильных модификаций. Большое практич. значение имело построение фазовой диаграммы графит — алмаз. В двух- и многокомпонентных системах нужно учитывать возможность метастабильности, вызванной концентрац. пересыщением. [c.122]

Фазовый переход 1-го рода менее стабильной модификации в более стабильную связан с преодолением энергетик. барьера, к-рый сущ ественно меньше, если превращение происходит постепенно, путём зарождения и последоват. роста в ней областей новой фазы. Барьер преодолевается за счёт тепловых флуктуаций поэтому, если вероятность флуктуаций мала, менее устойчивая фаза может длит, время существовать в метастабильном состоянии. Напр., алмаз, области стабильности к-рого соответствуют Т > 1500 К и давление р = 10 Па, тем не менее может существовать неограниченно долго при атм. давлении и комнатной темп-ре, не превращаясь в стабильный при этих условиях графит. В др. веществах, напр. в сегнетоэлектриках и сегнетоэластиках, наоборот, разл. модификации легко и обратимо переходят друг в друга прп изменении темп-ры, давления и др., претерпевая при этом структурные фазовые переходы. В окрестности точек таких переходов физ. свойства веществ обычно экстремальны. [c.26]

Фазовые превращения. При изменении темп-ры, давления или под действием магн. поля в С. могут происходить фазовые переходы, при к-рых имеет место изменение кристаллич. структуры, хим. состава и, как правило, физ. свойств (см., напр.. Алмаз в Углерод, Мартенситное превращение). Изменения структуры, не сопровождающиеся изменением состава, характерны для полиморфных превращений в С. (см. Полиморфизм) и упорядочения твёрдых растворов. Изменение хим. состава без изменения типа кристаллич. решётки имеет место при расслоении (спиводальном распаде) твёрдых растворов. В большинстве случаев при фазовых превращениях одновременно меняются и структура и состав С. [c.650]

Очень необычны свойства фуллеренов. Так, кристаллические фуллерены представляют собой полупроводники с фотопроводимостью при оптическом излучении, а кристаллы легированные атомами щелочных металлов, обладают металлической проводимостью и переходят в сверхпроводящее состояние при 30 К и выше. Превращение кристаллического фуллерена в алмаз происходит даже при комнатной температуре при давлении 20 ГПа, а при нагреве фуллерена до 1500 К для перехода в алмаз достаточно давления 7 ГПа (для аналогичного превращения графита в алмаз требуются температура 900 К и давление 30—50 ГПа). Растворы фуллеренов имеют нелинейные оптические свойства, что проявляется в резком снижении прозрачности раствора при превышении некоторого критического значения интенсивности оптического излучения. Фулле-ренам как молекулярным кластерам посвящены тысячи оригинальных статей, десятки обзоров и монографий, поэтому в данной книге они только упоминаются в связи с синтезом нового класса молекулярных кластеров, имеющих состав МлС,2, где М — атом металла. [c.26]

Сведения о взаимодействии между Ge и Si обобщены в работах [X, Э, U1J. Диаграмма состояния Ge—Si (рис. 427) построена в работе [1] с использованием методов термического и рентгеновского анализов. Перед измерениями все сплавы были подвергнуты гомогенизации в течение нескольких месяцев. Диаграмма состояния характеризуется образованием непрерывного ряда твердых растворов. Никаких фазовых превращений после отжига сплавов в течение нескольких меся цев при 925, 715, 295 и 177 °С не обнаружено. Параметр решетк ) плавно меняется при изменении состава и характеризуется средним сжатием решетки на 0,0009 нм, т.е. немного меньше, чем на 0,2 % во всем интервале концентраций. Отрицательное отклонение ог правила Вегарда подтверждено в работе [2] максимальное отклон.-ние (около 0,00060—0,00069 нм или чуть более 0,1 %) наблюдали центральной части. Твердые растворы (Ge, Si) имеют разупоряд(1 ченную структуру типа алмаза, в которой атомы компонента, содер жащегося в сплаве в меньшем количестве, вероятнее всего располо жены во второй координационной сфере. Этот вывод сделан иа основании изучения фононного спектра сплавов [3]. [c.798]

Изменение энтальпии ДЯ системы в результате превращения равно тепловому эффекту с обратным знаком если превращение идет с выделением тепла, то АН < О, и наоборот. Так, при затвердевании жидкос ги всегда выделяется так называемая скрытая теплота плавления X. В этом случае величина ЛЯ численно равна К и отрицательна. Напротив, при плавлении АЯ > О тепло поглощается. Аллотропические превращения также сопровождаются тепловыми эффектами. Например, превращение белого олова (тетрагональная решетка) в серое (решетка алмаза) при 13° С сопровождается выделением теплоты ДЯ = = —2,1 кдж г-атом (—ЪОО кал г-атом). [c.142]

Применение шлифовальных кругов из синтетических алмазов и кубического нитрида бора при заточке и доводке режущего инструмента, по сравнению с абразивными кругами, обеспечивает более качественный поверхностный слой режущих лезвий инструмента. Ал-мазно-эльборовая обработка не вызывает на рабочих поверхностях обработанного инструмента высоких температур, не сопровождается структурно-фазовыми превращениями. [c.684]

Олово — белый блестящий металл, характеризующийся высокой пластичностью (5=90 % ), низкой прочностью (а =17МПа) и очень низкой твердостью (НВ 4). Температура плавления 232 °С. Олово имеет две полиморфные модификации. Кристаллическая решетка обычного белого олова ( р-олово) тетрагональная, плотность 7,3 т/м- . При температурах ниже 18 °С устойчиво серое олово (а-олово), имеющие кристаллическую решетку типа алмаза и плотность 5,85 т/м . При охлаждении серое олово появляется на белом в ввде отдельных бугорков на поверхности. Превращение белого олова в серое сопровождается увеличением объема примерно на 25 %. Поэтому при превращении олово разрушается, рассыпаясь в серый [c.222]

Исследования по синтезу органических соединений с участием фуллеренов [8, 9] обнаружили возможность получения легированных фуллеренов (фуллероидов). Синтезированы фуллереновые комплексы с участием фтора, некоторых металлов, водорода и других элементов. Из фуллеренов С о и С о получены конденсированные системы (фуллери-ты), По своему структурному состоянию они подобны структуре твердых инертных газов. Показана возможность получения кристаллической структуры алмаза из поликристаллического фуллерена С о при давлении на порядок ниже, чем это требуется при превращении графита в алмаз (при комнатной температуре). [c.98]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...