Diament

Mikrometrowe i wieksze krysztay diamentu krystalizuja w strukturze kubicznej i sa klasycznym jej przykadem (``struktura diamentu''). Komórka elementarna diamentu jest identyczna z komórka SiC, w której wymieniono wszystkie atomy krzemu na wegle, lub z komórka $\beta$ - ZnS z rys. 1.2c (po zamianie Zn $\rightarrow$ C i S $\rightarrow$ C). Jest to struktura o bardzo wysokiej symetrii, dlatego daje nieliczne linie dyfrakcyjne, z których pierwsza (111) przypada na dosc odlega wartosc wektora rozpraszania q = 3.05Å^-1. Kubiczny diament nanokrystaliczny posiada czesto bedy uozenia, co upodabnia jego strukture do heksagonalnej.

Figure 1.4: Nanokrystaliczny diament zaglomerowany w struktury fraktalne.

$\resizebox*{0.45\columnwidth}{!}{\includegraphics{eps/A16-04.eps}}$

$\resizebox*{0.45\columnwidth}{!}{\includegraphics{eps/A16-02.eps}}$

Diament otrzymuje sie z innych odmian wegla (np. z grafitu) w warunkach wysokiego cisnienia i temperatury, czesto z dodatkami metali katalizujacymi wzrost jego krysztaów. Wysokocisnieniowe procesy syntezy diamentu moga byc w ogólnosci równowagowe (kwazistatyczne) lub nierównowagowe (dynamiczne). Do tych pierwszych zalicza sie synteze w prasach wysokocisnieniowych (np. toroidalnych) trwajaca zazwyczaj godziny. Do tych drugich nalezy synteza nanokrysztaów diamentu podczas eksplozji odpowiednio przygotowanego materiau wybuchowego, rys. 1.4. Ten drugi proces trwa mikrosekundy i w odróznieniu od pierwszego nie zapewnia jednolitych warunków cisnienia i temperatury w caej objetosci próbki. Istnieja dwie odmiany syntezy wybuchowej diamentu:

Tworzy sie on z wegla zawartego w samym materiale wybuchowym. W tym przypadku diament syntezuje w caej objetosci komory, w której nastepuje eksplozja. Ma postac luznych (niezaglomerowanych) krysztaów. W ten sposób zostay zsyntetyzowane (poza CBW PAN) próbki dia16, kl5 i kl30.
Diament tworzy sie w wyniku przemiany fazowej grafitu w warunkach eksplozji. Ta technika mozna otrzymac polikrysztay zarówno nanometrowe jak i wieksze (nawet do mikrometrów). Polikrysztay diamentu otrzymywane ta droga sa zaglomerowane i spieczone. Zawieraja duzo bedów uozenia. Próbka nazywana ``dalan'' jest komercyjnie dostepnym materiaem otrzymywanym ta technika.

roman pielaszek 2003-01-13