Все о геологии :: на главную страницу! Геовикипедия 
wiki.web.ru 
Поиск  
  Rambler's Top100 Service
 Главная страница  Конференции: Календарь / Материалы  Каталог ссылок    Словарь       Форумы        В помощь студенту     Последние поступления
   Геология >> Геохимические науки >> Кристаллография | Тезисы
 Обсудить в форуме  Добавить новое сообщение

Тезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ, апрель 2005 года

Секция ГЕОЛОГИЯ


Подсекция: Кристаллография и кристаллохимия


ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РОСТА И РЕАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ АЛМАЗА, СИНТЕЗИРОВАННОГО В КАРБОНАТ-УГЛЕРОДНЫХ РАСПЛАВАХ

В.С. Урусов, Ю.А. Литвин (ИЭМ РАН), А.В. Спивак

Современные исследования в области экспериментальной минералогии высоких давлений [1, 2] с использованием данных химической минералогии сделали возможным воспроизведение процессов кристаллизации природных алмазов в опытах с расплавами карбонат-углеродных систем. Начаты систематические исследования роста кристаллов алмаза в многокомпонентных средах, химически подобных природным.

Цель настоящей работы - экспериментальное изучение особенностей роста кристаллов алмаза в расплавах многокомпонентных карбонат-углеродных систем с составом, подобным природному, исследование кинетических особенностей процессах кристаллизации алмаза, определение содержание примесного азота и положение азотных центров в реальной структуре <карбонат-синтетических> алмазов.

В качестве растворителя углерода (графита) использованы карбонатные расплавы с многокомпонентным составом K2CO3 - 27.21, Na2CO3 - 2.89, CaCO3 - 26.91 , FeCO3 - 25.63, MgCO3 - 17.35 (в мас. %). Опыты в интервале 5.5 - 8.5 ГПа выполнялись в аппарате высокого давления типа <наковальня с лункой> с трубчатыми графитовыми нагревателями диаметром 7/6 мм.

Для исследуемой системы экспериментально определены РТ-граничные условия для (1) спонтанной нуклеации и массовой кристаллизации алмаза в области лабильно пересыщенных к алмазу расплавов-растворов углерода (ОЛР) и (2) монокристаллического роста на алмазных затравках в области метастабильно пересыщенных к алмазу расплавов-растворов углерода (ОМП). При спонтанной кристаллизации - оценочная плотность нуклеации от не менее 3-5*102 до 1*105 зародышей алмазной фазы в мм3. При этом формируются отдельные октаэдрические кристаллы размерами до 200 мкм, шнинелевые и полисинтетические двойники, сростки (алмазиты).

Азот является главной структурной примесью в алмазе. Исследование содержания и состояния примесного азота является одной из главных проблем физики и материаловедения природных и синтетических алмазов. Метод ядерного зонда был впервые применён для определения содержания азота и исследования его распределения в приповерхностной области и в объеме кристаллов алмаза. Содержание азота в <приповерхностной> зоне кристалла 0-2,5 $\mu$m - 3,5-6,4*10-2 мас. %, в <объеме> кристалла на глубину до 2,5-5 $\mu$m - 2,2 -6,5*10-2 мас. %, 5-7,5 $\mu$m - 2,1 - 6,6*10-2 мас. %. Для исследования структурного положения и общего содержания азота в кристаллах карбонат-синтетического алмаза применен метод ИК-микроспектроскопии [3]. К особенностям спектра ИК - поглощения монокристаллов карбонат-синтетического алмаза размерами 80 - 100 (m в однофононной (примесной) области является присутствие двух пиков поглощения - при 1130 см-1 (признак С-центра, характерного для алмазов типа Ib) и 1282 см-1 (признак А-центра, характерного для алмазов типа IaА). Таким образом, исследуемые карбонат-синтетические алмазы относятся к смешанному типу Ib - IaА. Впервые установлено, что значительная часть азота встраивалась в процессе роста в виде атомных пар.

Поддержка: НШ-1955.2003.5, грант РФФИ и Минпромнауки N 04-05-97220.

Литература:

  • Litvin Yu.A., Spivak A.V., Butvina V.G., et al (2003): 5th ISCS. Obninsk, Russia. V. 1. P.173-185.
  • Spivak A.V., Litvin Yu.A. (2004): Diamond Relat. Mater. V.13. P. 482-487.
  • Ширяев А.А., Спивак А.В., Литвин Ю.А., Урусов В.С. (2005) ДАН (в печати)

  • Проект осуществляется при поддержке:
    Геологического факультета МГУ,
    РФФИ
       
    TopList Rambler's Top100