=Синтетические алмазы.

Способ получения алмазов.

Изобретение относится к области получения синтетических алмазов и может быть использовано в инструментальной промышленности и машиностроении.

Известен способ синтеза алмазов (прототип), включающий приготовление металлоуглеродной композиции, состоящей из одного или нескольких металлов-катализаторов группы железа, покрытых углеродной оболочкой и последующее воздействие давления 55-65 кБар при 800-1600°С, причем металлоуглеродную композицию готовят прессова­нием цилиндрической заготовки из порошка смеси металлов группы железа и помещают заготовку в оболочку из графитового диска (1).

Указанный способ позволяет получить крупные монокристаллы синтетического алмаза удлиненной формы, но имеет следующие недостатки:

1. Низкая производительность, т.к. большую часть (по объему до 80%) камеры высокого давления занимает металл, а не углеродсодержащий материал, переходящий в алмаз, поэтому процесс продолжи­телен.

2. Высокая стоимость получаемых синтетических алмазов — из-за низкой производительности процессов синтеза.

Целью изобретения является повышение производительности про­цесса и снижение себестоимости синтетических алмазов.

Поставленная цель достигается тем, что порошки окислов металло в группы железа уплотняют, спекают при   900-1100°С до пористости 10-40%, науглероживают полученный спек в токе углеродсодержащего газа при 400-700°С продукт измельчают, а на полученную металлоуглеродную композицию воздействуют давлением 40-120 кБар при 1000-З000°С. Основное отличие предложенного способа заключается в уплотнении порошка окислов металлов группы железа, спекании при 900-1000°С до пористости спека 10-40%, науглероживании спека в токе углеродсодержащего газа при 400-700°С и измельчении продукта; дополнительное отличие в том, что в композицию дополнительно вводят 30-80% вес. порошка металла или 10-20% вес. порошка алмаза.

Предложенный способ осуществляют следующим образом.

Первая операция предложенного способа — получение частиц металлуглеродной композиции — состоит в пропускании углеродсодержащего газа при температуре 400-700°С (преимущественно 500-600°С) через слой или над слоем окисного материала имеющего пористость 10-40% (преимущественно 22-28%) и содержащего, по меньшей мере, один металл группы железа.

В качестве углеродсодержащих газов используют: чистую окись углерода, ее смесь с другими газами, водородом, парами воды, коксовый, природный или колошниковый газы и т.д. Предпочтительно использование газовых сред, содержащих более 70 об.% окиси углерода, например, коксового газа.

Пористый материал получают любым известным в порошковой ме­таллургии способом: прессованием или прокаткой, шликерным литьем и т.д. с последующим спеканием при 950-1150°С до получения пористости 10-40%. для получения пористого материала используют порошки крупностью 0,5-30 мкм металлов группы железа, их окислов, солей металлов, их смесей, а также смесей солей и окислов с металлами. Предпочтительно использование смесей окислов и солей металлов группы железа, поскольку это сочетание позволяет ускорить процесс спекания пористого материала, а также удешевляет получение металлоуглеродной композиции.

При контакте углеродсодержащих газовых сред со спеченным материалом происходит:

§                    восстановление окислов металла до металла,

§                    разложение углеродсодержащих газов с отложением кристаллитов углерода субмикронного размера на восстановленном металле с включением металла в осевую зону образующихся нитевидных или цилиндрических частиц и, таким образом, получение частиц металлуглеродной композиции……….