RU2740933C1 - Method of producing powders of highly-purified diamond - Google Patents
Method of producing powders of highly-purified diamond Download PDFInfo
- Publication number
- RU2740933C1 RU2740933C1 RU2020120985A RU2020120985A RU2740933C1 RU 2740933 C1 RU2740933 C1 RU 2740933C1 RU 2020120985 A RU2020120985 A RU 2020120985A RU 2020120985 A RU2020120985 A RU 2020120985A RU 2740933 C1 RU2740933 C1 RU 2740933C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- boron
- temperature
- pressure
- diamond
- particle size
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/06—Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies
- B01J3/062—Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies characterised by the composition of the materials to be processed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
- B82B3/0009—Forming specific nanostructures
- B82B3/0014—Array or network of similar nanostructural elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
- B82B3/0009—Forming specific nanostructures
- B82B3/0033—Manufacture or treatment of substrate-free structures, i.e. not connected to any support
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/25—Diamond
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области синтеза алмаза, и, в частности, к методам синтеза порошков алмазов, легированных бором в концентрации выше 1021 атом/см-3. Отличительной особенностью данного материала является металлический тип проводимости и наличие сверхпроводимости при низких температурах, что определяет его востребованность в таких областях как электрохимия, биохимия, электроанализ, электронные и электромеханические устройства. Потребность в микронных и субмикронных порошках высоколегированного бором алмаза обусловлена тем, что они могут быть использованы для получения проводящих и сверхпроводящих композитов, которые обладают исключительной твердостью.The invention relates to the field of diamond synthesis, and, in particular, to methods for the synthesis of diamond powders doped with boron at a concentration above 10 21 atom / cm -3 . A distinctive feature of this material is the metallic type of conductivity and the presence of superconductivity at low temperatures, which determines its demand in such areas as electrochemistry, biochemistry, electroanalysis, electronic and electromechanical devices. The need for micron and submicron powders of highly boron-doped diamond is due to the fact that they can be used to obtain conductive and superconducting composites with exceptional hardness.
В настоящее время для получения высокоборированных алмазных порошков существует два основных технологических подхода. Первый основан на разложении газообразных веществ, содержащих бор и углерод с последующим реакционным осаждением борированных алмазов на подложке, при этом давление газовой среды чаще всего не превышает 10 атмосфер. Второй основан на проведении реакции веществ содержащих бор и углерод в условиях высоких давлений не менее 4 ГПа и температур не менее 1200°С, то есть в области термодинамической стабильности алмаза.At present, there are two main technological approaches to obtain highly borated diamond powders. The first is based on the decomposition of gaseous substances containing boron and carbon, followed by the reaction deposition of borated diamonds on a substrate, while the pressure of the gaseous medium most often does not exceed 10 atmospheres. The second is based on carrying out the reaction of substances containing boron and carbon under conditions of high pressures of at least 4 GPa and temperatures of at least 1200 ° C, that is, in the area of the thermodynamic stability of diamond.
Известен способ (патент США US 7144753, опубл. 26.05.2005, МПК H01L 21/00 (2006.01)) получения легированного бором нанокристаллического алмаза из газовой смеси соединения бора, метана, водорода и аргона на подложку, причем в качестве соединения бора берут В2Н6, а соотношение CH4/Н2/Ar составляет (1%/5%/95%). Получаемые алмазные зерна имеют размер примерно 10-15 нм, толщина пленки наноалмазов около 4 мкм, а уровень легирования 1019 атом/см3.There is a known method (US patent US 7144753, publ. 26.05.2005, IPC H01L 21/00 (2006.01)) for obtaining boron-doped nanocrystalline diamond from a gas mixture of a boron, methane, hydrogen and argon compound on a substrate, and B 2 is taken as a boron compound H 6 , and the ratio CH 4 / H 2 / Ar is (1% / 5% / 95%). The resulting diamond grains have a size of about 10-15 nm, the thickness of the nanodiamond film is about 4 μm, and the doping level is 10 19 atom / cm 3 .
К основным недостаткам методов, основанных на разложении веществ из газовой фазы и осаждении на подложке, относятся: большая длительность процесса; невысокий выход конечного материала с единичного цикла синтеза; трудность получения отдельных монокристаллов микронного размера, поскольку растущие кристаллы срастаются, формируя поликристаллы. Группа методов, основанных на разложении и осаждении на подложке веществ из газовой фазы, используется в основном для синтеза пленок борированных алмазных и алмазоподобных материалов.The main disadvantages of methods based on the decomposition of substances from the gas phase and deposition on a substrate include: long duration of the process; low yield of the final material from a single synthesis cycle; the difficulty of obtaining individual micron-sized single crystals, since the growing crystals coalesce, forming polycrystals. A group of methods based on the decomposition and deposition of substances from the gas phase on a substrate is used mainly for the synthesis of films of borated diamond and diamond-like materials.
Известны способы получения борированных алмазных порошков путем дробления с последующим разделением на фракции определенной зернистости пленок борированного алмаза, полученных осаждением из газовой фазы. Однако такой подход не устраняет недостатки способов синтеза из газовой фазы, а добавляет дополнительные операции.Known methods of obtaining borated diamond powders by crushing with subsequent separation into fractions of a certain grain size of films of borated diamond obtained by deposition from the gas phase. However, this approach does not eliminate the disadvantages of gas phase synthesis methods, but adds additional operations.
Известен способ получения легированного бором алмазного порошка (патент Китая CN 106119807, опубл. 16.11.2016, МПК С23С 16/27, С23С 16/56(2006.01), С23С 16/02(2006.01), С01В 32/26(2006.01)) путем наращивания алмазного слоя на частицы борсодержащего соединения (чистый бор, нитрида бора, борида титана) методом HFCVD (химического осаждения из газовой фазы с использованием горячей нити) с использованием газовой смеси, содержащей 0.5%-2% метана, при температуре 2000-2200°С, и температуре подложки 650-950°С в течение 1-6 часов, и последующего вакуумного отжига частиц с наращенным алмазным слоем при 1100-1600°С, в течение 3-6 часов.There is a known method of obtaining a diamond powder doped with boron (Chinese patent CN 106119807, publ. 16.11.2016, IPC С23С 16/27, С23С 16/56 (2006.01), С23С 16/02 (2006.01), С01В 32/26 (2006.01)) by growing a diamond layer on particles of a boron-containing compound (pure boron, boron nitride, titanium boride) by the HFCVD method (chemical vapor deposition using a hot filament) using a gas mixture containing 0.5% -2% methane at a temperature of 2000-2200 ° C , and the temperature of the substrate 650-950 ° C for 1-6 hours, and subsequent vacuum annealing of the particles with the increased diamond layer at 1100-1600 ° C for 3-6 hours.
К недостаткам способа можно отнести сложность и длительность процесса, сложность контроля степени легирования бором, и наличие в конечном материале примесей (азот, титан).The disadvantages of this method include the complexity and duration of the process, the difficulty of controlling the degree of doping with boron, and the presence of impurities in the final material (nitrogen, titanium).
Известен способ получения наночастиц алмаза, легированных бором (патент Японии JP 6241943 B2, опубл. 05.10.2015, МПК С01В 31/06(2006.01)), включающий стадию приготовления смеси бора или его соединения и наночастиц алмаза, нагревание смеси в атмосфере водорода предпочтительно при температуре 700-1000°С.There is a known method of producing boron-doped diamond nanoparticles (Japanese patent JP 6241943 B2, publ. 05.10.2015, IPC S01B 31/06 (2006.01)), including the stage of preparing a mixture of boron or its compound and diamond nanoparticles, heating the mixture in a hydrogen atmosphere preferably at temperature 700-1000 ° C.
К недостаткам способа можно отнести то, что таким способом невозможно получить алмазы с высоким уровнем легирования, то есть более 1021 атом/см-3.The disadvantages of this method include the fact that in this way it is impossible to obtain diamonds with a high level of doping, that is, more than 10 21 atom / cm -3 .
Известен способ получения нанокристаллического алмазного материала, легированного бором (патент Китая CN 110256078, опубл. 20.09.2019, МПК С04В 35/52(2006.01), С04В 35/622(2006.01), С04В 35/626(2006.01), путем смешивания алмазного порошка 50-100 нм с источником бора, объемна доля которого составляет 0,05-1%, в качестве которого используют одно из: бор, В2О3, ВО, В2О, В6О, а также борную кислоту; и последующей обработки полученной смеси при давлении 10-15 ГПа и температуре 1800-2300°С.A known method of obtaining nanocrystalline diamond material doped with boron (Chinese patent CN 110256078, publ. 09/20/2019, IPC С04В 35/52 (2006.01), С04В 35/622 (2006.01), С04В 35/626 (2006.01), by mixing diamond powder 50-100 nm with a boron source, the volume fraction of which is 0.05-1%, which is one of: boron, B 2 O 3 , BO, B 2 O, B 6 O, as well as boric acid; and subsequent processing the resulting mixture at a pressure of 10-15 GPa and a temperature of 1800-2300 ° C.
К недостаткам метода можно отнести относительно высокие параметры обработки при давлении и температуре и невозможность получать данным способом микронные и субмикронные порошки алмаза, легированного бором.The disadvantages of this method include relatively high processing parameters at pressure and temperature and the impossibility of obtaining micron and submicron powders of boron-doped diamond by this method.
Известен способ (международная заявка WO 2004035197 A1, опубл. 29.04.2004, МПК B01J 3/06) получения допированных бором голубых алмазов из гомогенной смеси графита, катализатора-растворителя, источника бора и опционально затравочных кристаллов алмаза, подвергаемой воздействию высоких давлений и температур. При этом источник бора берут из списка: В4С, сплав FeB, металлический бор, порошок аморфного бора; причем общее содержание бора в смеси 0.1-0.5% по весу; давление воздействия выбирают в диапазоне 5-10 ГПа, а температуру в диапазоне 1300-2000°С.There is a known method (international application WO 2004035197 A1, publ. 04/29/2004, IPC
К недостаткам способа можно отнести необходимость использования катализатора-растворителя, как правило, представляющего собой метал группы железа, или сплав таких металлов, что ухудшает рабочие характеристики получаемого алмаза, и, в частности, температурную устойчивость. Кроме того, такой способ не позволяет достигать высокой степени легирования.The disadvantages of this method include the need to use a catalyst-solvent, usually a metal of the iron group, or an alloy of such metals, which deteriorates the performance of the resulting diamond, and, in particular, temperature stability. In addition, this method does not allow achieving a high degree of alloying.
Наиболее близок к заявляемому способ, описанный в (Zibrov IP, Filonenko VP. Heavily boron doped diamond powder: synthesis and rietveld refinement. Crystals. 2018, Vol. 8, pages 297-7, DOI: 10.3390/cryst8070297). Способ заключается в обработке при давлении 8 ГПа и температуре 1700°С смеси аморфного глобулярного углерода с С4В10Н16О2 (1,7-ди(оксиметил)-М-карборан). Полученные микрокристаллы алмаза имели размер частиц до 5 мкм, увеличенный до параметр элементарной ячейки и концентрацию легирующей добавки бора в решетке алмаза до ~2-3% (3.5-5.2*1021 см-3).The closest to the claimed method is described in (Zibrov IP, Filonenko VP. Heavily boron doped diamond powder: synthesis and rietveld refinement. Crystals. 2018, Vol. 8, pages 297-7, DOI: 10.3390 / Cryst8070297). The method consists in processing at a pressure of 8 GPa and a temperature of 1700 ° C a mixture of amorphous globular carbon with C 4 B 10 H 16 O 2 (1,7-di (hydroxymethyl) -M-carborane). The obtained microcrystals of diamond had a particle size of up to 5 μm, increased to the unit cell parameter and the concentration of boron dopant in the diamond lattice up to ~ 2-3% (3.5-5.2 * 10 21 cm -3 ).
К недостаткам способа можно отнести необходимость использования водородсодержащего соединения, что при давлении 8 ГПа и температуре 1700°С увеличивает вероятность разгерметизации и взрывов рабочей камеры, и ограничивает объем получаемого за один цикл обработки конечного материала. Кроме того, способ не позволяет варьировать параметры термобарической обработки, таким образом, чтоб получать порошки алмаза микронного и субмикронного размера.The disadvantages of the method include the need to use a hydrogen-containing compound, which at a pressure of 8 GPa and a temperature of 1700 ° C increases the likelihood of depressurization and explosions of the working chamber, and limits the volume of the final material obtained in one processing cycle. In addition, the method does not allow varying the parameters of thermobaric treatment, so as to obtain micron and submicron diamond powders.
Задачей предлагаемого технического решения является устранение указанных недостатков, и в частности исключение использования водородсодержащего вещества, и получение алмазных порошков микронных около 1-10 мкм и субмикронных 0.1-1 мкм размеров, содержащих легирующую добавку бора в концентрации не менее 1021 атом/см-3. Кроме того, решается задача получения алмазных порошков заданной зернистости в микронном и субмикронном диапазонах.The task of the proposed technical solution is to eliminate these disadvantages, and in particular to eliminate the use of a hydrogen-containing substance, and to obtain diamond powders of micron about 1-10 microns and submicron 0.1-1 microns sizes containing a boron alloying additive in a concentration of at least 10 21 atom / cm -3 ... In addition, the problem of obtaining diamond powders of a given grain size in the micron and submicron ranges is being solved.
Исследование предлагаемого решения позволило установить, что дисперсность и уровень легирования бором получаемых алмазных порошков определяется состоянием исходного углеродного материала, и, в частности, его дисперсностью и уровнем легирования бором. Было установлено, что исходный углеродный материал может быть борированным графитом, который может быть получен из смеси наноглобулярного углерода и рентгеноаморфного бора путем воздействия высоким давлением и температурой, при этом давление должно быть ниже, чем давление, необходимое для синтеза алмаза. Было установлено, что варьирование атомного соотношения бора и углерода в смеси наноглобулярного углерода и рентгеноаморфного бора, а также варьирование параметров термобарической обработки позволяет получать легированные бором порошки графита различной зернистости и кристаллического совершенства. При этом различие в зернистости и кристаллическом совершенстве таких порошков графита позволяет при соответствующей дальнейшей термобарической обработке получать алмазные порошки микронных около 1-10 мкм и субмикронных 0.1-1 мкм размеров, содержащих легирующую добавку бора в концентрации не менее 1021 атом/см-3.The study of the proposed solution made it possible to establish that the fineness and level of doping with boron of the obtained diamond powders is determined by the state of the initial carbon material, and, in particular, by its fineness and level of doping with boron. It was found that the starting carbon material can be borated graphite, which can be obtained from a mixture of nanoglobular carbon and X-ray amorphous boron by exposure to high pressure and temperature, while the pressure should be lower than the pressure required to synthesize diamond. It was found that varying the atomic ratio of boron to carbon in a mixture of nanoglobular carbon and X-ray amorphous boron, as well as varying the parameters of thermobaric treatment, makes it possible to obtain boron-doped graphite powders of various grain sizes and crystal perfection. At the same time, the difference in grain size and crystal perfection of such graphite powders makes it possible, with appropriate further thermobaric treatment, to obtain diamond powders with micron sizes of about 1-10 microns and submicron sizes of 0.1-1 microns, containing a boron dopant at a concentration of at least 10 21 atom / cm -3 .
Цель достигается тем, что наноглобулярный углерод и рентгеноаморфный бор берут в атомном соотношении бор/углерод от 1/10 до 1/20, смешивают и обрабатывают давлением в диапазоне 3-6 ГПа температурой в диапазоне 1400-1700°С и получают порошки борированного графита, которые затем обрабатывают при давлении 8 ГПа и температуре 1600-1800°С.The goal is achieved by the fact that nanoglobular carbon and X-ray amorphous boron are taken in an atomic ratio of boron / carbon from 1/10 to 1/20, mixed and treated with a pressure in the range of 3-6 GPa with a temperature in the range of 1400-1700 ° C, and powders of borated graphite are obtained, which are then processed at a pressure of 8 GPa and a temperature of 1600-1800 ° C.
Техническое решение подтверждается фигурами 1-4. На фиг. 1 приведено изображение порошка исходного бора, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа. Видно, что размер частиц составляет 0,02÷2 мкм. На фиг. 2 приведено изображение наноглобулярного углерода, полученное с помощью просвечивающего электронного микроскопа. На фиг. 3 приведено изображение, полученное с помощью просвечивающего электронного микроскопа, высокоборированного порошка алмаза, полученного по примеру 1. На фиг. 4 приведено изображение, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа, высокоборированного порошка алмаза, полученного по примеру 2.The technical solution is confirmed by figures 1-4. FIG. 1 shows an image of the starting boron powder obtained using a scanning electron microscope. It is seen that the particle size is 0.02–2 μm. FIG. 2 shows an image of nanoglobular carbon obtained using a transmission electron microscope. FIG. 3 is a transmission electron microscope image of a highly borated diamond powder obtained according to Example 1. FIG. 4 shows an image obtained using a scanning electron microscope, highly borated diamond powder obtained in example 2.
Пример 1Example 1
Берут рентгеноаморфный бор с размером частиц до 2 мкм (Фиг. 1) и глобулярный наноуглерод с размером частиц 20-70 нм (Фиг. 2) в соотношении 1/10, смешивают в агатовой ступке в этиловом спирте с наложением ультразвука; высушивают на воздухе при 100°С в течение 1 часа; помещают в контейнер высокого давления; обрабатывают при давлении 3 ГПа, температуре 1400°С в течение 60 секунд; температуру снижают до комнатной, давление снижают до атмосферного; разбирают контейнер; вещество помещают в контейнер высокого давления; обрабатывают при давлении 8 ГПа, температуре 1600°С в течение 60 секунд; температуру снижают до комнатной, давление снижают до атмосферного; разбирают контейнер.Take X-ray amorphous boron with a particle size of up to 2 microns (Fig. 1) and globular nanocarbon with a particle size of 20-70 nm (Fig. 2) in a ratio of 1/10, mixed in an agate mortar in ethyl alcohol with the imposition of ultrasound; dried in air at 100 ° C for 1 hour; placed in a high pressure container; processed at a pressure of 3 GPa, a temperature of 1400 ° C for 60 seconds; the temperature is reduced to room temperature, the pressure is reduced to atmospheric; disassemble the container; the substance is placed in a high pressure container; processed at a pressure of 8 GPa, a temperature of 1600 ° C for 60 seconds; the temperature is reduced to room temperature, the pressure is reduced to atmospheric; disassemble the container.
Получаемое вещество содержит алмазы с размером частиц до 1 мкм и концентрацией бора не менее 1021 атом/см-3 в количестве не менее 70 вес. %.The resulting substance contains diamonds with a particle size of up to 1 micron and a boron concentration of at least 10 21 atoms / cm -3 in an amount of at least 70 wt. %.
Пример 2Example 2
Берут рентгеноаморфный бор с размером частиц до 2 мкм (Фиг. 1) и глобулярный наноуглерод с размером частиц 20-70 нм (Фиг. 2) в соотношении 1/15, смешивают в агатовой ступке в этиловом спирте с наложением ультразвука; высушивают на воздухе при 100°С в течение 1 часа; помещают в контейнер высокого давления; обрабатывают при давлении 3 ГПа, температуре 1550°С в течение 60 секунд; температуру снижают до комнатной, давление снижают до атмосферного; разбирают контейнер; вещество помещают в контейнер высокого давления; обрабатывают при давлении 8 ГПа, температуре 1700°С в течение 60 секунд; температуру снижают до комнатной, давление снижают до атмосферного; разбирают контейнер.Take X-ray amorphous boron with a particle size of up to 2 microns (Fig. 1) and globular nanocarbon with a particle size of 20-70 nm (Fig. 2) in a ratio of 1/15, mixed in an agate mortar in ethyl alcohol with the imposition of ultrasound; dried in air at 100 ° C for 1 hour; placed in a high pressure container; processed at a pressure of 3 GPa, a temperature of 1550 ° C for 60 seconds; the temperature is reduced to room temperature, the pressure is reduced to atmospheric; disassemble the container; the substance is placed in a high pressure container; processed at a pressure of 8 GPa, a temperature of 1700 ° C for 60 seconds; the temperature is reduced to room temperature, the pressure is reduced to atmospheric; disassemble the container.
Получаемое вещество содержит алмазы со средним размером частиц около 4 мкм и концентрацией бора не менее 1021 атом/см-3 в количестве не менее 70 вес. %.The resulting substance contains diamonds with an average particle size of about 4 microns and a boron concentration of at least 10 21 atom / cm -3 in an amount of at least 70 wt. %.
Пример 3Example 3
Берут рентгеноаморфный бор с размером частиц до 2 мкм (Фиг. 1) и глобулярный наноуглерод с размером частиц 20-70 нм (Фиг. 2) в соотношении 1/20, смешивают в агатовой ступке в этиловом спирте с наложением ультразвука; высушивают на воздухе при 100°С в течение 1 часа; помещают в контейнер высокого давления; обрабатывают при давлении 6 ГПа, температуре 1700°С в течение 60 секунд; температуру снижают до комнатной, давление снижают до атмосферного; разбирают контейнер; вещество помещают в контейнер высокого давления; обрабатывают при давлении 8 ГПа, температуре 1800°С в течение 60 секунд; температуру снижают до комнатной, давление снижают до атмосферного; разбирают контейнер.Take X-ray amorphous boron with a particle size of up to 2 microns (Fig. 1) and globular nanocarbon with a particle size of 20-70 nm (Fig. 2) in a ratio of 1/20, mixed in an agate mortar in ethyl alcohol with the imposition of ultrasound; dried in air at 100 ° C for 1 hour; placed in a high pressure container; processed at a pressure of 6 GPa, a temperature of 1700 ° C for 60 seconds; the temperature is reduced to room temperature, the pressure is reduced to atmospheric; disassemble the container; the substance is placed in a high pressure container; processed at a pressure of 8 GPa, a temperature of 1800 ° C for 60 seconds; the temperature is reduced to room temperature, the pressure is reduced to atmospheric; disassemble the container.
Получаемое вещество содержит алмазы со средним размером частиц около 12 мкм и концентрацией бора не менее 1021 атом/см-3 в количестве не менее 70 вес. %.The resulting substance contains diamonds with an average particle size of about 12 microns and a boron concentration of at least 10 21 atom / cm -3 in an amount of at least 70 wt. %.
Способ позволяет получать порошки алмазов, имеющие размеры частиц микронных около 1-10 мкм и субмикронных 0.1-1 мкм размеров, легированные бором в концентрации не менее 1021 атом/см-3.The method makes it possible to obtain diamond powders having a particle size of about 1-10 micron microns and 0.1-1 micron submicron sizes, doped with boron at a concentration of at least 10 21 atom / cm -3 .
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020120985A RU2740933C1 (en) | 2020-06-18 | 2020-06-18 | Method of producing powders of highly-purified diamond |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020120985A RU2740933C1 (en) | 2020-06-18 | 2020-06-18 | Method of producing powders of highly-purified diamond |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2740933C1 true RU2740933C1 (en) | 2021-01-21 |
Family
ID=74213022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020120985A RU2740933C1 (en) | 2020-06-18 | 2020-06-18 | Method of producing powders of highly-purified diamond |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2740933C1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101528634B (en) * | 2006-10-31 | 2013-06-12 | 三菱综合材料株式会社 | Diamond sinter with satisfactory electrical conductivity and process for producing the same |
CN110256078A (en) * | 2019-07-26 | 2019-09-20 | 富耐克超硬材料股份有限公司 | A kind of dopen Nano polycrystalline diamond and preparation method thereof |
-
2020
- 2020-06-18 RU RU2020120985A patent/RU2740933C1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101528634B (en) * | 2006-10-31 | 2013-06-12 | 三菱综合材料株式会社 | Diamond sinter with satisfactory electrical conductivity and process for producing the same |
CN110256078A (en) * | 2019-07-26 | 2019-09-20 | 富耐克超硬材料股份有限公司 | A kind of dopen Nano polycrystalline diamond and preparation method thereof |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
IGOR P. ZIBROV et al., Heavily Boron Doped Diamond Powder: Synthesis and Rietveld Refinement, "Crystals", 2018, 8, 297. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Messier et al. | From diamond-like carbon to diamond coatings | |
Kuznetsov et al. | Effect of explosion conditions on the structure of detonation soots: Ultradisperse diamond and onion carbon | |
Vlasov et al. | Hybrid diamond‐graphite nanowires produced by microwave plasma chemical vapor deposition | |
EP0756580B1 (en) | Method and apparatus for producing nanostructured ceramic powders and whiskers | |
US4882138A (en) | Method for preparation of diamond ceramics | |
US5295402A (en) | Method for achieving high pressure using isotopically-pure diamond anvils | |
Michaelson et al. | Bulk and surface thermal stability of ultra nanocrystalline diamond films with 10–30 nm grain size prepared by chemical vapor deposition | |
Panchula et al. | Nanocrystalline aluminum nitride: I, vapor‐phase synthesis in a forced‐flow reactor | |
Rakha et al. | Influence of CH4 on the morphology of nanocrystalline diamond films deposited by Ar rich microwave plasma | |
Kaae et al. | Microstructures of diamond formed by plasma-assisted chemical vapor deposition | |
RU2740933C1 (en) | Method of producing powders of highly-purified diamond | |
RU2681630C1 (en) | Arc method for graphene production | |
US5755879A (en) | Methods for manufacturing substrates to form monocrystalline diamond films by chemical vapor deposition | |
EP0894766B1 (en) | Boron-doped isotopic diamond and process for producing the same | |
Dolukhanyan et al. | Specifics of the formation of alloys and their hydrides in Ti-Zr-H system | |
US5075095A (en) | Method for preparation of diamond ceramics | |
Fahmy et al. | Possible evidence for the stabilization of β–carbon nitride by high-energy ball milling | |
Hoffman et al. | Mechanism of nanodiamond film formation by stress relaxation on a preferentially oriented vertical basal plane graphitic precursor | |
Mort et al. | Charge transport in boron-doped diamond thin films | |
Shul’zhenko et al. | New Diamond-Based Superhard Materials. Production and Properties. Review | |
Messier et al. | The quest for diamond coatings | |
Ohsawa et al. | TEM observations of diamond films produced by hot filament thermal CVD | |
Baranauskas et al. | Nanostructured diamond and diamond-like materials for application in field-emission devices | |
Wen et al. | Synthesis, thermal properties and application of nanodiamond | |
Kubota et al. | Synthesis of cubic boron nitride crystals using Ni–Cr and Ni–Cr–Al solvents under high pressure |