Главная | Случайная
Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






МОРФОЛОГИЯ КРИСТАЛЛОВ АЛМАЗА 8 страница




ТАБЛИЦА 18. Энергия раскалывания по различным плоскостям кристаллической решетки алмаза (по Ramaseshan 1916)

 

 

Плотность Угол между плоскостью и (111) Число разрываемых связей на (3,56 Ǻ)2 h/√h2 + k2 + l2 Энергия раскалывания, эрг/см2
10°0′ 15°48′ 22°0′ 35°16′ 11°24′ 22°12′ 19°28′ 36°48′ 39°14′ 29°30′ 54°44′ 4/√3 12/√22 8/√3 12/√19 4/√2 12/√17 12/√14 8/√6 12/√13 8/√5 12/√11 1/√3 3/√22 ⅔ 3/√19 1/√2 3/√17 3/√14 2/√6 3/√13 2/√5 3/√11 11 330 12 550 13 080 13 510 13 880 14 290 15 730 16 030 16 330 17 560 17 750 19 630

 

Нередко изломы на кристаллах алмаза имеют очень сложное строение, а иногда и раковистый характер. А. А. Кухаренко (1951, 1955) и С. Рамасешаном (Ramaseshan, 1946) выявлено, что на поверхности изломов появляются плоскости дополнительной, несо­вершенной спайности по (332), (331), (221), (ПО), (223), (112) и (557). Детальные гониометрические исследования поверхностей из­лома, выполненные А. А. Кухаренко, показали, что элементарные площадки, слагающие их, представлены большим количеством раз­личных форм. Кроме указанных выше наиболее часто фиксирую­щихся плоскостей дополнительной спайности, на изломах обнару­жены также площадки (119), (116), (115), (771), (772), (773), (775), (551), (334), (335), (447), (223), (572), (342), (290), (570) и дру­гие. На основании этого А. А. Кухаренко сделал вывод, что при сильных механических воздействиях, приводящих к раскалыванию кристаллов, на поверхности их изломов могут появляться разнооб­разные формы, частота проявления которых определяется положе­нием той или иной плоскости в ряду, построенном в порядке убы­вания благоприятного сочетания факторов, определяющих прояв­ление спайности: межплоскостных расстояний, ретикулярной плотности и числа разрываемых связей на единицу площади различных сеток пространственной решетки.

 

 

 

 

Характер излома у кристаллов некоторых разновидностей отли­чается от обычных кристаллов алмаза. Так, например, у алмазов с оболочками спайноость в пределах оболочек менее совершенна, и излом имеет занозистый характер, что связано с особенностями их строения. У балласов, представляющих собой сферолиты, на неровных изломах хорошо виден радиально-лучистый характер их строения (рис. 74). В отдельных лучах сферолита хорошо заметна спайность по (111). Характерный излом имеют алмазы, относя­щиеся к пятой разновидности: несовершенные плоскости излома (111) на этих кристаллах имеют мозаичный секториальный харак­тер. На поверхности изломов карбонадо не обнаруживается ника­ких признаков спайности.

В тех случаях, когда механическое воздействие на кристалл ал­маза недостаточно сильное, они не разрушаются на осколки и не скалываются, но на гранях их появляются характерные фигуры удара в виде серповидных или кольцевых трещин, имеющих гекса­гональный облик (рис. 74, 4, 5).

С. Толанский и В. Р. Хаус (Tolansky, Howes, 1957; Howes, 1964) экспериментально определили минимальные нагрузки, при кото­рых на поверхности граней (111) появляются такие трещины по спайности: в среднем давление, необходимое для начала развития трещин на этих плоскостях, равно 1,1 · 1011 дин/см2. При очень сла­бых «острых» ударах на гранях образуются микроскопические вы­щербинки, окруженные небольшими трещинками по спайноеги. Обычно такие следы ударов бывают незаметны невооруженным глазом, но отчетливо проявляются в виде светлых точек при наблюдении в поляризационном микроскопе в связи с появлением дву-преломления в местах удара.

Пластическая деформация. В результате исследования природ­ных кристаллов алмаза установлено, что очень большое количест­во их претерпело пластическую деформацию.

Пластическая деформация в кристаллах алмаза происходила путем скольжения по плоскостям {111} в направлении <110>, осью поворота решетки являлось направление <112>. В кристаллах алмаза может быть проявлено как максимум четыре системы плоскостей скольжения. На каждой октаэдрической грани могут быть вид­ны линии скольжения трех систем, на грани ромбододекаэдра и ку­ба – всех четырех. В связи с совпадением направлений линий кольжения разных систем плоскостей скольжения на гранях {110} может быть образована сетка из трех направлений линий гкольжения, а на {100} – из двух.

 


 

Рис. 74. Изломы и следы механического воздействия на кристаллах алмаза

1 – многоступенчатый излом по плоскостям (111); 2 – сложный раковистый излом; 3 – из­лом балласа; 4, 5 – фигуры удара на кривогранных кристаллах; 6-8 – различная степень аллювиального износа кристаллов

 

На плоскогранных октаэдрических кристаллах линии скольже­ния обычно незаметны, если поверхности их граней слабо затрону­ты процессом растворения или коррозии. При естественном раст­ворении или искусственном травлении вдоль линий скольжения вы­травливаются мелкие треугольные фигурки, образующие цепочки, вытягивающиеся по направлению этих линий. Особенно отчетливо линии скольжения проявляются на кривогранных поверхностях растворения в связи с рельефными скульптурами, описание кото­рых сделано в главе V при рассмотрении различных типов штрихо­вок, наблюдаемых на поверхности граней кристаллов алмаза.

Ранее линии скольжения на кривогранных поверхностях кри­сталлов алмаза объяснялись как двойниковые швы полисинтети­ческих микродвойниковых индивидуумов (Rose, Sadebeck, 1876; Fersman, Goldschmidt, 1911).

Впервые А. Ф. Вильяме (Williams, 1932), производя рентгено­графические исследования, отметил, что он не установил в этих кристаллах двойникования. Ссылаясь на мнение М. Д. Маунтина, он отметил, что эти линии, очевидно, являются линиями скольже­ния. Позднее было доказано, что тонкие линии, сопровождаемые треугольными фигурами травления на октаэдрических гранях, об­условлены процессом пластической деформации и представляют собой линии скольжения (Tolansky, Omar, 1953; Tolansky, 1955; Tolansky, Halperin, Emara, 1958; Evans, Phaal, 1962).

В 1962 г. была опубликована статья В. А. Мокиевского и др. (1962), в которой авторы на основании рентгенографических иссле­дований сделали вывод, как и указанные выше исследователи, что линии на плоскостях {111}, сопровождаемые треугольными фигур­ками, являются линиями скольжения. Однако в отношении штри­ховки, идущей в направлении < 110> на кривогранных поверхностях, они высказали мнение, что эти линии ограничивают области сброса с небольшими углами переориентации решетки (2-3°).

Совместно с А. А. Уруссовской нами были произведены рентге­нографические исследования как октаэдрических, так и кривогран­ных поверхностей кристаллов алмаза с этого вида штриховкой и показано, что и в том и в другом случае эта штриховка представ­ляет собой проявление одного и того же типа пластической дефор­мации, а именно скольжения по плоскостям {111} в направлении <110> (Уруссовская, Орлов, 1964). На лауэграммах, полученных нами с некоторых кристаллов, на гранях которых была видна чет­кая штриховка, образованная линиями скольжения, пятна имели тонкую структуру в виде системы полос. Очевидно, такое неравно­мерное распределение интенсивности отражения связано с присутвием в кристалле разориентированиых областей, появление кото­рых при деформации скольжения обусловливается явлением полигонизации, происходящей в связи с тем, что под влиянием высокой температуры дислокации в плоскостях скольжения перераспреде­ляются из горизонтальных рядов в вертикальные стенки – границы блоков полигонизации.

Пластическая деформация путем скольжения может быть выз­вана на алмазах искусственно. М. Сиил и Дж. В. Ментер (Seal, Menter, 1953) с помощью электронной микроскопии наблюдали по­явление линии скольжения на полированных поверхностях кристал­лов алмаза. По их мнению, пластическая деформация развивалась под влиянием высокой температуры, возникающей при полировке. К. Фаал (Phaal, 1964) наблюдал развитие пластической деформа­ции на полированных алмазных пластинках при давлении на них алмазной пирамидкой с нагрузкой 45,0 и 22,5 кг при температуре 1800 и 1850° С. Развитие того же явления в кристалле алмаза в свя­зи с его графитизацией при 1800° С описано М. Силом (Seal, 1958). Недавно было установлено, что пластическая деформация в кри­сталлах алмаза может происходить и при комнатной температуре в процессе их испытаний на твердометре Кнупа (Gane, 1971). В при­роде пластическая деформация в кристаллах алмаза развивается уже после их кристаллизации. Исследования последних лет позво­лили установить, что пластическая деформация алмазов происходит в алмазоносных мантийных породах в процессе их катаклаза (см. гл. X).

Линии скольжения наблюдаются на всех разновидностях кри­сталлов алмаза. Особенно отчетливо они видны на дымчатокорич-иевых и розовато-лиловых алмазах, которые первоначально были бесцветными и окрасились в результате интенсивного развития пла­стической деформации. Можно думать, что эти кристаллы имели какие-то предпосылки в своей структуре для интенсивного проявле­ния в них этого явления. Для них характерно пониженное количе­ство примеси азота в форме пластинчатых сегрегации (плателетс). Известно, что присутствие в алмазах азота в этой форме улучшает их механические свойства. Возможно, что плателетс в какой-то мере препятствует и развитию пластической деформации. Поэтому наи­более интенсивная деформация происходила в тех кристаллах, где плателетс присутствовал в пониженном количестве.

Плотность. В минералогических справочниках и некоторых спе­циальных работах приводятся сведения о плотности сравнительно большого количества различных по цвету обычных кристаллов ал­маза, балласов и карбонадо (Hintze, 1911; Doelter, 1914; Brauns, 1932; Williams, 1932; Кухаренко, 1955). В этих работах приводятся данные на основании определения плотности пикнометрическим ме­тодом, точность которого не превышает 10-2 г/см3.

В последние годы опубликованы результаты высокопрецезион-ного определения плотности алмазов флотационным методом, позво­ляющим производить измерения с точностью до 10-5 г/см3 (Бочко, Орлов, 1970; Mykolajewycz et al., 1964; Lawan et al., 1965). Эти данные показали, что по прежним замерам плотности, сделанным пик-чюметрическим способом, нельзя делать каких-либо выводов о соот­ношении плотности различно окрашенных обычных алмазов и дру­гих разновидностей их кристаллов, так как они недостаточно точ­ные. Приводившееся ранее в справочниках и других работах сред­нее значение плотности кристалла алмаза (3,52 г/см3) явно завы­шено. При точных определениях даже максимальные значения плот­ности не достигали этой цифры. Так, например, из 35 кристаллов обычных алмазов, изученных Миколаевич л др. (Mykolajewycz et al., 1964), максимальная плотность была равна 3,51554 г/см3, минималь­ная – 3, 51477 г/см3. Средний вес по всем 35 кристаллам был равен 3,51532 г/см3. Согласно их данным, колебания плотности у алмазов типа II меньше, чем у алмазов типа I. Лаван и др. (Lawan et al., 1965) исследовали один совершенный кристалл алмаза типа II. Они определили, что постоянная решетки его равна α = 3,56689 ± 0,00001 Ǻ, плотность, рассчитанная по постоянной решетки, Рх = 3,51515 + 0,00001 г/см3, при измерении флотационным методом Рw = 3,51527г/ г/см3.

Указанными зарубежными исследователями определялась плот­ность только обычных кристаллов алмаза, причем главным образом бесцветных. Представляло интерес произвести определения плотно­сти различно окрашенных обычных кристаллов и других их разно­видностей. Эти исследования выполнены нами совместно с А. В. Боч­ко. Методика измерения подробно описана в ранее опубликованной работе (Бочко, Орлов, 1970). Плотность исследованных алмазов ρα при 25° С определялась по формуле: ρα(25) = ρα(25) + ( dρж /dt — dρn /dt) · (tn—25) — (dρж /dt — dρα/dt) · (tα—25), где ρn (25) – плотность поплавка при 25° С; dρж /dt, dρn /dt, dρα/dt – температурные коэффи­циенты плотности флотационной жидкости, поплавка и исследован­ного алмаза: tn и tα – равновесные температуры поплавка и иссле­дуемого алмаза.

Результаты измерений и краткая характеристика исследованных алмазов приведены в табл. 19. Как видно из таблицы, плотности обычных различно окрашенных прозрачных кристаллов алмаза (табл. 19, № 1-13) независимо от их цвета различаются только в третьем или четвертом знаках после запятой. При описании приро­ды окраски алмазов было показано, что дымчатая, коричневая и ро­зовато-лиловая окраска является эпигенетической и связана с де­фектами на плоскостях скольжения. Можно было ожидать пониже­ние плотности у этого вида кристаллов по сравнению с бесцветными. Из результатов измерений видно, что плотность алмаза, окрашен­ного в светло-коричневый цвет (обр. 5), соответствует бесцветным алмазам, а темно-коричневого (обр. 6) заметно занижена. Еще ниже плотность у дымчатого алмаза (обр. № 7) из трубки «Мир» и розо­вато-лилового кристалла из Южной Африки (обр. № 8), на поверх­ности которого отчетливо проявлены линии скольжения. По четы­рем исследованным кристаллам средняя плотность алмазов этого вида окраски равна 3,51523 г/см2. Вполне очевидно, что указывав­шееся ранее в некоторых работах значение плотности для розовых алмазов 3,531 г/см3, измеренной пикнометрическим методом, совер­шенно не соответствует действительности.

Плотность алмаза, пигментированного зелеными пятнами (обр. № 9), оказалась несколько ниже, чем плотность бесцветных алма­зов. Для сравнения измерена плотность двух искусственно окрашен­ных в зеленый цвет путем облучения бесцветных алмазов (обр. 10, И). Известно, что при облучении плотность понижается. Это видно и по результатам наших измерений.

По среднему значению плотности (3,51516 г/см3) желтые алмазы оказались легче бесцветных и дымчато-коричневых. Минимальную плотность среди желтых кристаллов имеют наиболее интенсивно окрашенные (обр. 14 и 15). Ранее предполагалось, что желтая ок­раска алмазов обусловлена примесью Fe, Cr или Ti. Данные, полу­ченные в последние годы, свидетельствуют о том, что эта окраска вызвана примесью азота, замещающего атомы углерода; это приво­дит к увеличению постоянной решетки, с чем связано понижение плотности.

Результаты прецизионного определения плотности опровергают ранее сделанный вывод о том, что желтые алмазы имеют плотность более высокую, чем бесцветные алмазы.

Полупрозрачные и непрозрачные алмазы с оболочками (coated diamonds), окрашенные в желтовато-зеленый, серо-зеленый и тем­но-зеленый цвет, имеют пониженную плотность по сравнению с раз­лично окрашенными обычными прозрачными кристаллами. Мини­мальную плотность имеет сама оболочка (3,50869 г/см3). Отсюда можно сделать предположение, что чем толще оболочка на кристал­ле, тем должна быть ниже его плотность. Известно, что оболочка имеет наибольший объем в кристаллах этой разновидности, имею­щих кубическую форму, поэтому у октаэдрических кристаллов, на которых оболочка бывает очень тонкой, плотность должна быть вы­ше по сравнению с кубическими кристаллами. Однако полученные результаты не подтверждают этого. Большие колебания значений плотности у этой разновидности алмаза, очевидно, обусловлены раз­личным количеством включений, как правило, находящихся во внешней оболочке.

Из поликристаллических разновидностей алмаза нами исследо­вались балласы и карбонадо. Балласы (шарообразные сферолиты) были отобраны по цвету: от бесцветного до совершенно черного. Ок­раска их зависит от темных включений графита. Плотность балласов закономерно изменяется в зависимости от интенсивности окрас­ки, т. е. количества включений: бесцветный баллас имел плотность 3,51515 г/см3, черный – 3,50884 г/ см3

Карбонадо – скрыто зернистые образования алмаза – обычно пористы, в связи с чем их плотность может быть очень низкой. Сла­бо пористый образец, исследованный нами, имел плотность 3,434 г/см3. Как известно из результатов пикнометрических замеров, плотность сильно пористых образцов может снижаться до 3,0 г/см3. В связи с различной пористостью этих образований алмаза произ­водить прецизионные определения их плотности не представляет ин­тереса.

 

ТАБЛИЦА 19. Описание исследованных алмазов и результаты определения их плотности

 

№ п/п Характеристика алмаза Месторождение Вес образца, мн Плотность г/см3 ± 0,00003
Разновидность I (обычные кристаллы)
Бесцветный октаэдр, изометричный Трубка «Мир» 64,7 3,51543
Бесцветный двойник октаэдров, уплощенный То же 92,7 3,51544
Бесцветный октаэдр, уплощенный » 96,0 3,51541
Бесцветный октаэдр » 102,5 3,51541
Светло-коричневый додекаэдид Урал 130,0 3,51546
Темно-коричневый додекаэдид Бразилия 208,8 3,51538
Серовато-дымчатый октаэдр Трубка «Мир» 157,3 3,51510
Розовато-лиловый, комбинационной формы Южная Африка 63,6 3,51500
Зеленый, пятнисто окрашенный октаэдрид (природная пигментация) Бразилия 174,6 3,51517
Темно-зеленый двойник октаэдров (искусственная окраска, вызванная облучением) » 101,2 3,51288
Темно-зеленый (после отжига коричневый) искусственно окрашенный облучением Трубка «Мир» 62,5 3,51170
Ярко-желтый додекаэдроид Урал 42,1 3,51521
Ярко-желтый октаэдроид Южная Африка 79,2 3,51527
Разновидность II
Янтано-желтый куб, изометричный Южная Африка 352,3 3,51509
То же » 32,7 3,51500
Разновидность III
Светло-серый куб, изометричный Трубка «Айхал» 81,0 3,51330
Разновидность IV
Серо-зеленый октаэдр с небольшими гранями куба и ромбододекаэдра Африка 52,1 3,51095
Серовато-зеленый куб, изометричный » 51,9 3,51067
Светлый желтовато-зеленый куб » 48,6 3,51434
Желтовато-зеленоватый » 55,1 3,51455
Темно-зеленый, кусочек оболочки » 10,5 3,50869
Разновидность VI (баллас)
Бесцветный, прозрачный Урал 224,0 3,51511
Светло-серый, прозрачный » 323,9 3,51462
Серый, полупрозрачный » 139,4 3,51417
Темно-серый, непрозрачный » 372,3 3,50985
Черный, непрозрачный » 360,6 3,50884
Разновидность Х (карбонадо)
Темно зеленовато-серый, слабо пористый Бразилия 127,4 3,4340

 

 

ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА АЛМАЗОВ

 

В последние годы в результате исследования различных свойств кристаллов алмаза выявлена возможность их использования в элек­тронной промышленности для устройства транзисторов, счетчиков и других приборов. Алмазы, обладающие полупроводниковыми, счет­ными и другими электронными свойствами, имеют целый ряд преи­муществ по сравнению с широко используемыми в промышленности кристаллами германия и кремния. Возможные области применения алмазов в электронике все время расширяются и вполне вероятно, что в недалеком будущем они сыграют большую роль в развитии этой промышленности. Электронные свойства алмазов изучены с разной степенью детальности. По некоторым из них уже имеются специальные монографии (Champion, 1963; Гомон, 1966), в которых подробно описываются полупроводниковые и другие свойства алма­зов, в связи с чем в этой работе приводятся самые общие сведения об электронных свойствах алмаза.

Электропроводность алмазов. Практически при комнатной тем­пературе алмазы являются диэлектриками, но они могут рассмат­риваться и как полупроводники с очень широкой запрещенной зоной ∆Е = 5,7 эв. Идеальные кристаллы алмаза, согласно теоретическим расчетам, должны иметь удельное сопротивление поряда 1070 см · ом (Champion, 1963). Примеси значительно снижают их удельное со­противление: в подавляющем большинстве сопротивление кристал­лов алмаза равно 1014—1010 см · ом. Среди безазотных алмазов типа II иногда находятся образцы со сравнительно низким удельным со­противлением (от 25 до 108 см · ом). Такие алмазы, обладающие по­лупроводимостью, впервые были обнаружены Кастерсом (Custers, 1952) и обозначены как алмазы типа Пб. Установлено, что все ал­мазы, окрашенные в голубой и синий цвет, являются полупроводни­ками. Все полупроводниковые алмазы обладают проводимостью р-типа. Ранее предполагалось, что акцепторной примесью, обусловли­вающей полупроводниковые свойства этих алмазов, является алю­миний (Lightowlers, 1963); в настоящее время высказано мнение, что за это свойство, возможно, ответственна примесь бора (Collins, Williams, 1970).

Электропроводность алмазов зависит от температуры. Зависи­мость электропроводности от температуры у обычных алмазов типа I из якутских месторождений была изучена К. Н. Погодаевым (1960) и И. С. Рожковым и др. (1964). Ими установлено, что име­ются три области различной зависимости электропроводности от температуры: 1) в области от 340° до 480° четко выражена экспонен­циальная зависимость; величина энергии вырьирует от 1,6 до 2,4 эв; 2) в области от 480 до 580-600° наблюдается такая же зависи­мость, но энергия колеблется от 1,8 до 2,8 эв; 3) в области от 580 до 700° С экспоненциальная зависимость не обнаруживается; характер­ный для всех кристаллов максимум появляется при 580-620° и при 680° С.

Фотопроводимость. В алмазах устанавливаются фототоки при ос-тчцении ультрафиолетовыми лучами с длиной волн 2100-3000° А. При одновременном облучении алмазов инфракрасными и ультра­фиолетовыми лучами фотопроводимость увеличивается приблизи­тельно вдвое. Максимальная фотопроводимость у алмазов разных типов вызывается лучами различной длины волн: максимум фото­тока у алмазов типа I наблюдается при освещении их лучами с λ = 2550-2700 Ǻ, у алмазов типа IIа – при λ = 2250 Ǻ и второй мак­симум – при более длинных волнах (Конорова и др., 1965).

При одинаковых условиях фототок в алмазах типа II на порядок больше фототока, возбуждаемого в алмазах типа I.

Счетная проводимость. Известно, что при попадании быстрых частиц в фотопроводники в последних появляется импульс тока во внешней цепи. Это свойство может быть использовано в кристалли­ческих счетчиках проводимости. Счетные свойства алмазов изуча­лись и описывались рядом исследователей (Champion, 1952; Cotty, 1956; Taylor, 1956; Trott, 1953; Van der Velden, Freeman, 1959; Cham­pion, Kennedy, 1956; Гомон,1966).

Установлено, что алмазы типа II, обладающие повышенной фо­топроводимостью, могут использоваться в счетчиках проводимости. Алмазы типа I также обладают этой способностью, но механизм их счета отличается от механизма счета алмазов типа II (Афанасьева, Конорова, 1963; Орлов, Афанасьева, 1966). Алмазы могут быть ис­пользованы и в сцинтилляционных счетчиках, так как они обладают способностью люминесцировать под воздействием радиоактивных частиц (Champion, 1963; Dean et al., 1960; Ralph, 1959, 1960; Cham­pion, Kennedy, 1965; Гомон, 1966).

Электронный парамагнитный резонанс. Идеальные кристаллы алмаза, обладающие совершенной структурой, не должны давать никакого спектра электронного парамагнитного резонанса. В при­родных кристаллах алмаза примеси некоторых элементов создают дефекты, обусловливающие парамагнитное поглощение.

Впервые У. В. Смит и др. (Smith et al., 19591|2) описали спектр ЭПР, обусловленный примесью азота, входящего в алмазы в виде изолированных атомов, замещающих атомы углерода в узлах ре­шетки с sp3 – гибридизацией валентных орбит. При этом один неспаренный электрон локализуется на связях N—С. Концентрация азота, находящегося в парамагнитном состоянии в алмазах типа 1, по их замерам достигала 1015—1017 атом · см-3, т. е. в тысячи и десят­ки тысяч раз меньше общего количества примеси азота, достигаю­щего прядка 4,2020 атм/см3. Позднее было установлено, что встре­чаются алмазы, относящиеся к типу Iб с относительно повышенной концентрацией парамагнитного азота, достигающей 5 · 1018—5 · 1019 атом · см-3 (Dyer et al., 1965; Du Preez, Raal, 1965). Такая же кон­центрация фиксируется в желто-зеленых оболочках алмазов IV раз­новидности (coated diamonds), для которых не характерно вхожде­ние азота в форме плателетс, т. е. скоплений агрегированных ато­мов азота, не обладающих парамагнитными свойствами. Предпола­гается, что кроме азота, замещающего изоморфно углерод в решетке алмаза в виде изолированных атомов, спектры ЭПР индуцируются и другими азотными центрами, представляющими собой комбина­цию одного атома азота с вакансией (NV), двух атомов с вакансией (N2V), двух атомов с дислокацией (N2D), одного атома с двумя ва­кансиями (NV2), а также акцепторно-донорной парой N—А1 (Собо­лев, Лисойван, 1971).

Некоторые линии в ЭПР-спектрах связываются с примесью алю­миния, замещающего углерод, в связи с чем образуются «дырки», локализующиеся на связях А1—С (Smith et al., 1969). Определенное влияние оказывают изотопы С13 и N15 (Loubser, Du Preez, 1965).

Кроме указанных выше работ, описание результатов исследова­ний явления электронного парамагнитного резонанса в природных алмазах сделано во многих статьях, в которых показываются спект­ры ЭПР и их особенности в различных кристаллах, а также дается интерпретация их природы (Соболев, Бокий и др., 1964; Самсоненко, 1964; Соболев, Бокий, Самсоненко, 1965; Лазукин, Терентьевский, 1969; Bleaney, Owen,. 1965; Owen, 1965; Loubser, Wright, 1971; Loubser, Szendrei, 1971).

 

ТЕРМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛМАЗОВ

 

Алмазы обладают очень высокой теплопроводностью. При раз­личных температурах теплопроводность алмазов меняется. Как вид­но из рис. 75, алмазы типа II в определенном интервале температур проводят тепло в 5 раз лучше, чем Си (Berman, 1964). В связи с этим безазотные алмазы стали использоваться в некоторых прибо­рах для отвода тепла от нагревающихся деталей. И. С. Рожков и др. (1964) исследовали зависимость теплопроводности от симметрии кристалла. Ими была установлена анизоторопия теплопроводности: они отметили, что изотермические поверхности в кристаллах алмаза имеют форму эллипсоида вращения или, возможно, трехосного эллипсоида. По их данным, удельная теплоемкость вдоль оси L3 изменяется от 0,523 до 0,554 кал/см · сек · град (среднее 0,547); вдоль оси L3 – от 1,07 до 2,04 кал/см · сек · град.

Коэффициент теплового расширения алмазов рассчитывался по замерам увеличения постоянной решетки при нагревании и други­ми методами. Согласно данным Райта (Wright, 1965), у алмаза типа II при 800° С КТР былравен4,7 · 10-6/°К и при 1700° С – 5,5 · 10-6/°К. По данным Майера и Больца (из работы Bunting, Valkenburg, 1958), производивших измерения с помощью рентгеновских иссле­дований, линейное увеличение алмаза при нагреве от 0 до 1400°С составило 0,58%; КТР при 25° С был равен 1,3 · 10-6 и при 1400° С – 7,0 · 10-6.







Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2020 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных