Высокие давления и синтез алмазов

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение					3
1.	Химические реакции при  высоких давлениях				4
		1.1.	Поведение веществ в условиях высокого давления		4
		1.2.	Способы создания высокого давления		8
2.		Синтез алмазов			10
Заключение				13
Список использованной лутературы				14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Целое столетие отделяет нас от первых опытов выдающегося русского физико-химика Н. Н. Бекетова, изучавшего реакцию взаимодействия водорода с растворами солей металлов при различных давлениях газа. На основании этих опытов Н. Н. Бекетов  открыл и впервые сформулировал закон действующих масс.

В настоящее время высокие давления нашли широкое применение в различных  химических и смежных с ними производствах (синтез аммиака, метилового спирта и  мочевины, гидрогенизация угля и тяжелых  нефтяных остатков, гидратация олефинов, многочисленные полимеризационные  процессы, получение карбонилов некоторых  металлов, гидротермальный синтез кварца и др.)- Осуществление в промышленности процессов под давлением порядка  сотен атмосфер стало обычным  явлением. Оно, в свою очередь, обусловило проведение широкого круга научных  исследований для выяснения основных термодинамических и кинетических параметров промышленных процессов  при высоких давлениях. В последние два десятилетия все шире развертываются исследования химических реакций при давлениях порядка нескольких тысяч атмосфер. Большая заслуга в развитии этих исследований в нашей стране принадлежит академику Н. Д. Зелинскому, который явился инициатором и руководителем научных работ по применению столь высоких давлений в органической химии. В 1939 г. Н. Д. Зелинский писал: «Наконец, еще одна очень важная задача стоит перед нами... это поставить работы по реализации химических реакций в области органической химии в условиях повышенных и сверхвысоких давлений в присутствии и отсутствии катализаторов»1.

До недавнего времени предельные давления, применяемые при химических экспериментах, не превышали 10—12 тыс. атм. Лишь в последние годы стало  технически осуществимым проведение исследований при давлениях порядка десятков и даже сотен тысяч атмосфер и высоких температурах. Число таких работ пока невелико. Крупнейший научный и практический результат этих исследований — осуществление синтеза алмазов, которое явилось триумфальным подтверждением правильности термодинамического и кинетического анализа путей решения этой проблемы.

Способность веществ вступать в  химическое взаимодействие определяется в первую очередь и главным  образом химическим строением реагирующих  молекул, а также средой и условиями  реакции, к числу которых принадлежит  и давление. Поэтому естественно  ожидать изменения реакционной  способности молекул при высоких  давлениях.

До недавнего времени предполагалось, что применение высокого давления может  оказаться эффективным только при  осуществлении реакций в газовой  фазе, приводя к росту концентраций реагирующих веществ и обеспечивая  в необходимых случаях смещение химического равновесия в желаемую сторону. Характерным для настоящего периода исследований при высоких  давлениях является, пожалуй, преобладание работ, посвященных изучению реакций в жидкой и твердой фазах.

Высокое давление оказалось весьма эффективным для осуществления  пространственно затрудненных реакций, что имеет большое значение для  органической химии. Можно полагать, что этот специфический эффект высокого давления (находящий рациональное объяснение на основе теории переходного состояния) получит вскоре должное практическое применение.

В последние годы развернулись успешные исследования по синтезу минералов  при высоких давлениях, а также  по получению новых, обладающих практически  ценными свойствами модификаций  уже известных соединений.

 

1. ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ
1. ПОВЕДЕНИЕ ВЕЩЕСТВ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Химические превращения веществ при давлениях выше 100 атм относятся к химии высоких давлений, а при давлениях выше 1000 атм – к химии сверхвысоких давлений. Идея активизации химических реакций при высоком давлении возникла сравнительно давно: еще с 1917г. аммиачное производство осуществлялось при давлении 300 атм и температуре 600° С. В последние десятилетия с развитием космической технологии и синтезом искусственного алмаза произошли существенные изменения в химии высоких и сверхвысоких давлений. Во многих опытно-промышленных установках достигается 5000 атм. Уже проводятся испытания при давлении выше 600 000 атм, которое возникает за счет ударной волны при взрыве в течение миллионной доли секунды. Ядерные взрывы сопровождаются еще более высоким давлением.

При высоком давлении сближаются и деформируются электронные  оболочки атомов, вследствие чего повышается химическая реакционная способность  реагентов. При давлении 102–103 атм  исчезает различие между жидкой и  газовой, а при 103–105 атм– между твердой  и жидкой фазами. При повышении  давления до 106 атм образуется металлическая  связь. Более высокое давление приводит к образованию неупорядоченного конгломерата электронов и ядер, подобного  плазме.

Высокое давление ведет к  существенному изменению физических и химических свойств вещества. Например, сталь при давлении 12 000 атм становится ковкой и гибкой, а при 20 000 атм  металл эластичен, как каучук. При  давлении 400 000 атм элементная сера –  диэлектрик при обычном давлении – приобретает электропроводящие  свойства. Обычная вода при высоких  температурах и давлениях становится химически активной, и растворимость  солей в ней становится в 3–4 раза выше, чем при нормальных условиях.

С повышением давления многие вещества переходят в металлическое  состояние. Таким необычным свойством  обладает даже газообразный водород  – его металлическое состояние  наблюдалось в 1973 г. при давлении 2,8 млн. атм. Металлический водород  уже при 100 К переходит в сверхпроводящее  состояние. С применением твердого водорода в качестве ракетного топлива  полезный груз ракеты увеличивается  с 10 до 60%.

Область применений высокого давления очень широка. В сочетании  с высокой температурой высокие  давления используются в металлургии (прокатка, ковка, штамповка, горячее  прессование), в керамическом производстве, при синтезе и обработке полимеров  и в др. отраслях промышленности. При высоких давлениях синтезируют  вещества и осуществляют химические реакции, которые в иных условиях затруднены или невозможны, например синтез аммиака (до 1 кбар, 400°C), синтез метилового спирта (до 0,5 кбар, 375°C), гидрогенизация углей (до 0,7 кбар, 500°C) и др. Большое  промышленное значение имеет гидротермальный  синтез крупных и совершенных  кристаллов Кварца (Давление высокое 1 кбар, несколько сотен град.), применяемых  как сырьё для оптических изделий  и пьезоэлектрических датчиков (Пьезоэлектрический датчик).

К наиболее известным достижениям  физики и химии высоких давлений 2-й половины ХХ в. в области статических  давлений относится имеющее большое  научное и практическое значение искусственное получение Алмаза (выше 50 кбар и 1400°C), синтез боразона (выше 40 кбар и 1400°C) — соединения, по твёрдости  близкого к алмазу, а также получение  плотных кристаллических модификаций  кремнезёма (5102) — коусита (от 35 кбар и 750°C и выше) и стишовита (от 90 кбар, 600°C и выше), представляющих большой  интерес для наук о Земле.

Непосредственным результатом  действия высокого давления является сжатие вещества (увеличение его плотности). Высокое давление влияет и на скорость (кинетику) физических и химических процессов, причём оно может их как ускорять, так и замедлять. Ускорение некоторых химических реакций наблюдается, например, в газах (благодаря увеличению частоты столкновений между молекулами в результате увеличения плотности), а замедление, например, некоторых фазовых превращений — в сплавах (из-за уменьшения скорости диффузии, уменьшения равновесной концентрации вакансии и т. д.). Поэтому многие практические важные процессы при высоких давлениях проводятся при высокой температуре, которая увеличивает подвижность частиц и тем самым ускоряет достижение равновесного состояния.

При сжатии вещества действующие  на него извне силы давления совершают  механическую работу и увеличивают  тем самым энергию тела — внутреннюю, если не происходит теплообмена с  окружающей средой (Изоэнтропийный процесс, сопровождающийся нагреванием тела), или свободную, если температура  сжимаемого тела не меняется (изотермический процесс). На практике к изотермическим часто относят процессы статического сжатия, при которых температуру  тела можно считать постоянной. Если в результате сжатия температура  тела повышается, то в нём развивается  большее давление, чем при изотермическом сжатии (при одинаковых начальных  условиях и одинаковой степени сжатия, т. е. относительной плотности).

Давление в газах имеет  тепловое происхождение: оно связано  с передачей импульса находящимися в тепловом движении молекулами (при  их столкновениях). В конденсированных фазах (жидкостях, твёрдых телах) различают  упругую и тепловую составляющие высокого давления. Первая, называемая «холодным» давлением (px), связана с упругим взаимодействием частиц при уменьшении объёма тела, а вторая — с их тепловым движением, обусловленным повышением температуры при сжатии. При статическом сжатии тепловая составляющая много меньше упругой, при сжатии в сильной ударной волне (См. Ударная волна) обе составляющие сравнимы по величине, их сумму называют «горячим» давлением (pr).

Уменьшение межатомных (межмолекулярных) расстояний при сжатии приводит в  конечном счёте к деформации молекул  и внешних электронных оболочек атомов, к изменению характера  межатомных взаимодействий, что неизбежно  сказывается на физических и химических свойствах вещества. Например, при  статическом сжатии в пределах нескольких кбар или первых десятков кбар изменяются условия взаимной растворимости  газов (см. Растворы); плотность газов  сравнивается с плотностью жидкостей, жидкости затвердевают (при комнатной  температуре и давлении до 30—50 кбар); многие кристаллические вещества испытывают превращения с образованием новых  кристаллических форм (полиморфные  превращения); наблюдаются переходы твёрдых диэлектриков и полупроводников  в металлическое состояние и  т. д.

При достаточно высоких давлениях, но температурах ниже температуры вырождения вещество переходит в вырожденное  состояние, при котором энергия  и давление не зависят от температуры (см. Вырожденный газ, Вырождения температура).

         Увеличение плотности и уменьшение  сжимаемости вещества под высоким давлением приводит к росту скорости упругих волн (скорости звука): у металлов, ионных кристаллов при 10 кбар — на несколько процентов, у газов — в несколько раз. При динамическом давлении в несколько тыс. кбар скорость упругих волн в металлах возрастает примерно в 2 раза. С увеличением плотности газов и жидкостей растет их вязкость. В отличие от большинства др. свойств, зависимость вязкости от давления имеет положительную производную: при последовательном росте давления на определённую величину увеличение вязкости возрастает .

У кристаллических тел  высокое давление увеличивает пластичность: при одноосном растяжении (сжатии) разрушение наступает, как правило, после большей деформации, чем при атмосферном давлении. Характер излома малопластичных металлов под высоким давлением меняется от хрупкого к вязкому, несколько увеличивается и прочность. Это объясняется тем, что высокое давление способствует залечиванию дефектов строения (микротрещин и др.) в процессе пластического деформирования кристаллических тел.

Резкое изменение физических свойств, например плотности или  электрического сопротивления, наблюдается у твёрдых тел при фазовых переходах под высоким давлением (полиморфных превращениях, плавлении).

Из двух кристаллических  модификаций одного и того же вещества большей плотностью обладает модификация, устойчивая при более высоком  давлении. Разница в плотности  двух модификаций может достигать 30—40%, но в большинстве случаев  она меньше. В отличие от плотности, электрическое сопротивление металлов при полиморфных переходах может  как уменьшаться, так и возрастать. Обычно при снижении давления происходит обратное превращение и вещество возвращается в менее плотную модификацию. Многие полиморфные превращения осуществляются при совместном воздействии высоких давлений и высоких температур. В этих случаях более плотную модификацию часто удаётся сохранить в нормальных условиях, применив закалку под высоким давлением. Для этого сначала резко снижают температуру, а затем давление (до атмосферного). Закалкой пользуются, в частности, при синтезе алмаза, боразона, многих минералов.

Электрическое сопротивление  ряда металлов под высоком давлении уменьшается (у Со, Ag, A1 и др. на 15—20% при 100 кбар). Качественно это объясняется уменьшением амплитуды колебаний атомов в кристаллической решётке и соответствующим уменьшением рассеяния решёткой электронов проводимости.

Электронная структура твёрдых  тел под высоким давлением исследуется также оптическими метолами и методами, использующими ряд тонких физических эффектов (Холла эффект, Циклотронный резонанс, Мёссбауэра эффект). Сведения об электронном строении металлов и взаимодействии электронов с фонолами под высоким давлением дают также исследования сверхпроводимости. температура перехода металлов и сплавов в сверхпроводящее состояние под действием высоких давлений изменяется: понижается у всех непереходных металлов (например, у Sn, In, AI, Cd, Zn) и повышается у ряда переходных металлов (Nb, V, Ta, La, U и др.) и некоторых сплавов. Некоторые простые вещества (Si, Ge, Te, Se, Р), не относящиеся к сверхпроводникам при атмосферном давлении, имеют при высоких давлениях сверхпроводящие модификации. Образование таких модификаций у Si, Ge, Te (полупроводников в нормальных условиях) происходит, соответственно, при 120, 115 и 45 кбар. К наиболее известным магнитным эффектам относится сдвиг температуры превращения ферромагнетика в парамагнетик .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. СПОСОБЫ СОЗДАНИЯ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Динамические давления получают с помощью взрыва, искрового разряда, импульсного изменения магнитного поля и главным образом инерционных методов — торможения сжимаемым телом др. тела, летящего с большой скоростью.

При резком и значительном смещении поверхности тела, вызванном  одним из этих способов, возникает  ударная волна. Ударное сжатие сопровождается значительным разогревом вещества: температура  поваренной соли и свинца, сжатых до 1000 кбар, составляет -Давление высокое 9∙103°C, а меди и вольфрама, соответственно, 1500 и 750°C. При неограниченном возрастании давления степень сжатия за фронтом ударной волны не превосходит некоторого предельного значения. Это обусловлено ростом давления в основном за счёт его «тепловой» составляющей. В изотермическом и изоэнтропийном процессах этого ограничения нет.

Путём динамического сжатия можно достигать давлений в несколько десятков раз большего, чем статическими методами. Однако время действия динамических давлений ограничивается тысячными долями сек., тогда как в случае статического давления его можно удерживать в течение часов и даже дней при заданном температурном режиме.

Статические давления получают механическими или тепловыми методами. В первых используют: а) Насосы и Компрессоры, которыми сжимаемое вещество (жидкость или газ) нагнетается в замкнутый объём или проточную систему; известны конструкции гидравлических компрессоров на давления до 16 кбар; б) аппараты, в которых масса сжимаемого вещества остаётся постоянной (или почти постоянной), а объём, занимаемый этой массой, уменьшается под действием внешних сил; аппараты этого типа позволяют получать максимальные (до Давление высокое 2∙103 кбар) статические давления, принцип их действия весьма прост: большая сила, создаваемая обычно гидравлическим прессом, сосредоточивается на малой площади, на которой и развивается высокое давление.

СИНТЕЗ АЛМАЗОВ

В настоящее время можно  считать наиболее вероятным, что  до 1953 г. ни одна из многочисленных попыток  получения искусственных алмазов  не привела к положительным результатам. Обзор этих попыток по 1947 г. приведен в дополнениях к книге Бриджмена  и по 1953 г.— в статье Нейгауза. Не останавливаясь поэтому на всей истории развития работ по проблеме синтеза алмаза, отметим лишь, что  это исследование проводилось по трем следующим основным направлениям: кристаллизация углерода, растворенного  в металлических или силикатных расплавах, при высоких давлениях; осуществление химических реакций, протекающих с образованием углерода, в условиях высокого давления; наконец, попытки полиморфного превращения графита в алмаз.

Причиной неудач подавляющего большинства исследований, упомянутых в цитированных обзорах, являлось проведение опытов по любому из этих направлений  в условиях термодинамической устойчивости графита, а не алмаза. В связи с  этим следует отметить, что до самого последнего времени, даже тогда, когда искусственные алмазы уже были получены, имелись существенные разногласия по вопросу о равновесных давлениях в системе графит — алмаз при высоких температурах. Причина этого заключалась в отсутствии данных, необходимых для расчета разности термодинамических потенциалов алмаза и графита при температурах выше 1200° К. В интервале 0—1000° К равновесное давление возрастает с повышением температуры приблизительно с 13000 до 32000 атм, но различные авторы по-разному проводили экстраполяцию разности теплоемкостей графита и алмаза в область более высоких температур.

Лишь в октябре 1959 г. американские авторы опубликовали кривую равновесия графит — алмаз в интервале  температур 1500—2700°.

Перейдем теперь к рассмотрению работ, проведенных в условиях, которые, по-видимому, отвечали области термодинамической  устойчивости алмаза. Бриджмен не смог осуществить превращения графита  в алмаз при комнатной температуре и давлении около 400 000 атм. Это свидетельствовало в пользу предположения Лейпунского о том, что указанное полиморфное превращение может происходить с заметной скоростью лишь при достаточно высоких температурах (не менее 2000° К).

Гунтер, Гезелле и Ребентига  безуспешно пытались осуществить превращение  графита в алмаз путем «выстреливания»  поршня с образцом графита, нагретого  до температуры около 3000°, в стальной сосуд высокого давления. Авторы считали, что ими кратковременно достигалось  давление около 100 000 кГ/см2. Очевидно, что  причиной их неудачи могла быть кратковременность  сочетания высокой температуры и давления.

Слаусон сделал попытку получить искусственные алмазы разложением  ацетиленида ртути при комнатной  температуре и давлении 35 000 атм. Разложение происходило со скоростью  взрыва и, по-видимому, сопровождалось значительным местным разогревом, что  могло выводить систему из области  термодинамической устойчивости алмаза. Кроме того, структура исходного  соединения, очевидно, неблагоприятна для получения алмаза. В этом отношении  представляет интерес предложение  Меллора о получении алмаза из соединений с «алмазоподобной» структурой в условиях, когда алмаз термодинамически устойчив.

В 1955 г. Бэнди, Холл, Стронг и  Венторф сообщили, что им удалось  получить алмазы из углеродсодержащего вещества (или смеси веществ). Опыты  Стронга проводились при давлении около 53000 атм и температуре между 1600 и 2500°К. За 16 час. им был получен  наибольший из синтезированных алмазов (длиной 1,2 мм). Бэнди и Холл при  давлениях до 100 000 атм и температурах до 3000°К за несколько минут получали около 0,1 карат (—0,02 г) мелких кристалликов алмаза (не более 0,5 мм). Об опытах Венторфа было известно лишь, что он получил  алмазы в той же аппаратуре, что  и Холл, но «в иных химических условиях».

Вскоре после этого  стало известно, что шведские исследователи  Лиандер, Лильеблад, Лундблад и Валлин еще в начале 1953 г. получили искусственные алмазы при давлениях 70 ООО—85 ООО атм и температуре около 3000° К.

Следует отметить, что искусственные  алмазы по своей твердости не уступают природным и .вполне пригодны для использования в технике.

В 1959 году в уже цитированной статье были сообщены некоторые весьма интересные данные об исследованиях, приведших  к успешному синтезу алмазов.

Авторам не удалось осуществить  полиморфное превращение графита  в алмаз; они высказывают предположение, что алмаз может кристаллизоваться  из расплавленного углерода, для чего, по-видимому, необходимо сочетать температуру  около 4000° К и давление не менее 200 тысяч атм. Исследование ряда реакций, протекающих с образованием углерода, в условиях термодинамической устойчивости алмаза, не привело к положительным  результатам, за исключением опытов по распаду карбида лития и, возможно, опытов по восстановлению карбоната  лития металлическим литием; однако выход алмазов был очень незначительным.

Хорошие результаты были получены при кристаллизации углерода из его  растворов в расплавленных металлах — Сг, Mn, Fe, Со, Ni, Ru, Rli, Pd, Os, Ir, Pt, Та — при 55—100 тысячах атм и 1200—2400°. Нижним пределом температур и давлений при синтезе алмаза этим путем является точка пересечения кривой плавления эвтектики металл — углерод с кривой равновесия графит — алмаз. Одновременно с алмазами образуются и карбиды. Вместо чистых металлов можно пользоваться их окислами, хлоридами и т. д., восстанавливая последние в указанных условиях. В основе этого метода лежит большая растворимость нестабильной в данных условиях фазы (графита) в расплавленном металле по сравнению с алмазом.

В литературе неоднократно обсуждался также вопрос о возможности  так называемого «метастабилы-юго» синтеза алмазов, т. е. получения  алмазов в области термодинамической  устойчивости графита. Вероятность  осуществления «метаста-бильного»  синтеза весьма невелика. В последнее время появилось упоминание о патенте Карабачека (1931 г.), согласно которому алмазы образуются при кристаллизации углерода из расплава; в состав последнего входит железо и доменный шлак, углерод, а также твердая углекислота и жидкая окись углерода. Смесь сжимается при низких температурах до 5000 атм и затем нагревается до 900—1100°. Давление в течение 90 сек. поднимается до 15 000 атм; затем через 10—30 сек. нагрев выключается, а давление снижается. Эта операция повторяется несколько раз. Если по указанномуметоду действительно в 1930—1933 гг. в Германии получали искусственные алмазы, то этот синтез протекает в области термодинамической устойчивости графита.

Синтез алмазов является не единственным примером, свидетельствующим  о возможности получения в  условиях высокого давления весьма интересных в практическом отношении веществ, которые не могут быть синтезированы при атмосферном давлении.

Венторф превратил аналог графита — гексагональный нитрид бора BN в дотоле неизвестную кубическую (алмазоподобную) модификацию. Полученные при давлении не ниже 62 000 атм и температуре не ниже 1350° кристаллики кубической формы с решеткой типа цинковой обманки («боразон») оказались по своей твердости примерно равными алмазу, но к тому же обладающими большей термической устойчивостью.

Коэс  получил в результате 15-часового нагревания смеси метасиликата натрия и диаммонийфосфата при 35 ООО атм и 750° новую модификацию кварца с высоким удельным весом, устойчивую к действию фтористого водорода даже при повышенной температуре.

По мнению Холла, всякая система, не обладающая кубической или плотной гексагональной упаковкой, заслуживает изучения при более высоких давлениях и температурах с целью получения системы с большей плотностью.

В последних двух примерах шла речь о получении новых  модификаций известных химических соединений; однако получение «коэсита»  в опытах Коэс а— не полиморфное превращение, а химическая реакция . Получение алмаза и бо-разона при высоких давлениях в принципе осуществимо в результате как полиморфного превращения, так и химической реакции. Отсюда следует, что приведенные факты могут рассматриваться как иллюстрация возможностей и перспектив химии очень высоких давлений.

Искусственные алмазы применяют  преимущественно для промышленных целей. Алмазные порошки и пасты, режущее и буровое оборудование с алмазными кристаллами оказались  незаменимыми во многих отраслях промышленности. Алмазная технология позволяет повысить производительность труда на 30–50, а  в некоторых случаях и на 100%. Искусственные алмазы находят применение при изготовлении часов, прецизионных приборов. Ими режут и обрабатывают твердые металлы, керамику, стекло и  т. д. С их помощью изготовляют  тончайшую проволоку.

Синтезирована особая разновидность  черных алмазов, называемая карбонадо, которая тверже алмазов, встречающихся  в природе. Карбонадо синтезирован методом порошковой металлургии  – путем спекания обычного алмазного  порошка при давлении 30–80 тыс. атм  и температуре 1000° С. Карбонадо  позволяет обрабатывать сами алмазы, из него изготавливаются сверхтвердые буровые коронки.

По своей структуре  алмаз отличается от графита более  плотной упаковкой атомов углерода в кристалле. В 1985 г. была синтезирована  новая разновидность многоатомных молекул углерода в виде шаров  и состоящая из очень большого числа (от 32 до 90) атомов углерода. Самой  устойчивой оказалась молекула С60, названная фуллероном. За открытие новой формы многоатомных молекул  углерода – фуллеронов – английскому  ученому Гарольду Крото и двум его американским коллегам – Роберту  Керлу и Ричарду Смелли присуждена Нобелевская премия по химии в 1996 г. К этому открытию привели многолетние  работы по расшифровке спектральных линий поглощения межзвездного вещества. Было ясно, что они связаны с  углеродом, но в какой форме объединяются атомы углерода – долго оставалось загадкой. И только в результате моделирования в лабораторных условиях так называемой углеродной звезды удалось синтезировать молекулы углерода в виде шаров.

Фуллероны имеют исключительно  высокую удельную емкость по водороду. В результате реакции присоединения  водорода по ненасыщенным двойным связям углерода при высоких давлениях  и температуре можно осуществить  модификацию фуллеронов, что представляет практический интерес при создании перспективных аккумуляторов водорода.

Дальнейшие работы привели  к созданию не только сферических  молекул, но и эллипсоидальных, трубчатых  и молекул других конфигураций. Из таких молекул можно создавать  материалы невиданной прочности, элементы компьютеров XXI в., получать сита, способные  разделять отдельные атомы по размерам.

Несмотря на рост производства искусственных алмазов и их широкое  применение, обычные твердые материалы  в виде различных карбидов металлов не утратили своей практической значимости. Хотя карбиды металлов менее тверды, чем алмазы, зато они более термостойки.

Сравнительно недавно  из нитрида бора синтезирован материал, который тверже алмаза. При давлении 100 000 атм и температуре 2000° С  нитрид бора превращается в боразон  – материал, пригодный для сверления  и шлифования деталей из чрезвычайно  твердых материалов при очень  высоких температурах.

К настоящему времени налажено промышленное производство не только искусственных алмазов, но и других драгоценных камней: корунда, изумруда и др.

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гоникберг М. Г., Химическое равновесие и скорость реакций при высоких давлениях, 3 изд., М., 1969
2. Циклис Д.С., Техника физико-химических исследований при высоких и сверхвысоких давлениях, 4 изд., М., 1976
3. Проблемы эксперимента в твердофазной и гидротермальной аппаратуре высокого давления, под ред. И.П.Иванова и Ю.А. Литвина, М., 1982
4. Жаров А.А., "Успехи химии", 1984, т. 53, в. 2, с. 236-50
5. Современная техника и методы экспериментальной минералогии, под. Ред. В.А.Жарикова. И.П.Иванова и Ю.А. Литвина, М., 1985