Дипломная работа: Технологія утилізації нікелю та марганцю у виробництві синтетичних алмазів

Механічна суміш часточок графіту та каталізатора з розмірами від 1200 до 100 мкм (у залежності від режиму синтезу) застосовуються як спорядження.

Матеріалами контейнера можуть служити суміш вапняків, окислів алюмінію, магнію.

Порошкоподібна суміш графіту й алмаза, що утворилася в процесі синтезу має різні фізичні і хімічні властивості. Алмази, що одержуються статичним методом мають більший розмір часток, чим отриманих динамічним методом і являють собою моно кристали. Вибухові алмази – це частки розміром 20–30 мкм, що складаються з полікристалів поверхні та мають складну форму. Алмази, отримані динамічними методами характеризуються більш високою реакційною здатністю.

Алмаз по своєму хімічному складу є чистим вуглецем, так само як і графіт, що таким чином, є поліморфними модифікаціями того самого елемента, однак властивості їх різні. Це пояснюється відмінністю в будівлі їхніх кристалічних структур. Алмаз володіє кубічними гранецентрованими решітками з відстанями між атомами 0,356 нм. Графіт має шаруваті гексагональні решітки; відстані між атомами в шарі дорівнює 0,142 нм, а між шарами 0,339 нм. Такі великі відстані між шарами обумовлюють слабість хімічного зв'язку по цьому напрямку, завдяки чому графіт є пухкою, м'якою речовиною, шари легко сковзають і відокремлюються друг від друга. Алмаз же, як відомо, є самим твердим з усіх відомих нам речовин. Ця властивість в основному визначає цінність алмаза, як матеріалу в найрізноманітніших галузях промисловості (різці, фрези, абразивні кола, шліфувальні порошки і пасти, бурові долота і коронки, волоки протягання дроту, пилки для розрізування каменів).

Щільність алмаза дорівнює 3,5 г/см³ , щільність графіту 2,26 г/см³ . Порівняння цих чисел показує, що одержанню алмаза буде сприяти високий тиск (збільшення щільності, відповідно до принципу Ле Шател’є).

При низьких температурах теплоємності графіту та алмазу сильно відрізняються за своїм значенням, у міру ж підвищення температури ця різниця в їхніх розмірах зменшується та після Т=600 К значення стають однаковими і складають 16,30 Дж/(моль·К).

Фізико–хімічні властивості алмазів залежать від наявності в кристалічних решітках атомів домішок, наявності сторонніх фаз, мікротріщин та інших дефектів. У природних алмазах домішки знаходяться у виді окремих атомів і їхніх сполучень, а також входять до складу великих і субмікроскопічних з’єднань різних мінералів. Домішки металів і неметалів розподіляються по обсягу кристалів нерівномірно, у поверхневому шарі їхня концентрація вище. Наявність металевих внутрішньокристалічних з’єднань і поверхневих домішок характеризується величиною питомої сприйнятливості.

Поверхневі домішки впливають також на питомий електричний опір алмазу, причому, чим більше, тим електричний опір менше. Внутрішньокристалічні і поверхневі домішки істотно погіршують експлуатаційні властивості алмазів. Для видалення домішок використовують хімічний і термохімічний методи очищення, однак при їхній допомозі не завжди вдається одержати алмази з високим питомим опором.

Очищений продукт синтезу.

Розвиток виробництва синтетичних алмазів привів до того, що вони зайняли домінуюче місце у виготовленні алмаз –абразивного інструмента.

У новому стандарті усунуті недоліки, якими страждав попередній ДСТ, а також врахований багатий вітчизняний і закордонний досвід виробництва синтетичних і природних алмазів та їхнього застосування, накопичений в останні десятиліття у всіляких галузях промисловості. Новим ДСТУ передбачені марки алмазних порошків, їхня зернистість, вимоги до них і методи контролю, гарантуючи відповідності порошків, що випускаються, цим вимогам.

Стандарт поширюється на порошки, як із природних, так і синтетичних алмазів, призначений для виготовлення алмазів абразивного інструмента і застосування в незакріпленому стані у виді паст і суспензій. Алмазні порошки в залежності від розміру зерен, методу їхнього одержання і контролю поділяються на дві групи: шліф порошки, одержувані шляхом розсіву на ситах з контролем зернової сполуки ситовим методом та мікропорошки, одержані шляхом класифікації з використанням рідини і контролем зернової сполуки під мікроскопом.

Одержати алмазний порошок, що складається тільки з зерен одного розміру, не представляє можливим. Крім основної фракції, що переважає в складі порошку, ДСТ передбачає наявність побічних фракцій. При цьому зміст зерен основної і побічної фракцій у шліф порошках встановлюється у відсотках від ма?