ХПХТ производи синтетичке дијаманте, 1. део

Природни дијаманти имају изузетну тврдоћу и недостатак, комбинујући накит и индустријску вредност. Али уско грло капацитета производње природних дијаманата није прекинуто све до средине-20. века појавом „технологије високе температуре и високог притиска (ХПХТ)“ – а ХПХТ опрема је језгро „матинске машине“ за реплицирање животне средине Земљиног језгра и масовну производњу синтетичких дијаманата.

 

ХПХТ је скраћеница за технологију производње на високим температурама и високим притиском

 

Први део: Основни принцип

Суштина ХПХТ технологије, која реплицира "поље генерисања дијаманата" Земљиног језгра, је да репродукује природне услове формирања дијаманта у вештачкој шупљини и промовише конверзију извора угљеника у дијамант.

• Мерило природног формирања: Природни дијаманти се рађају на дубинама од 150-200 километара у омотачу, захтевајући високе температуре од 1100-1500 степени Ц и високе притиске од 4,5-6 ГПа (приближно 45000 до 60000 пута атмосферског притиска). Атоми угљеника су распоређени у кубичну решетку да формирају дијаманте у овом окружењу.

• Основна логика термодинамике: Дијаграм фазе угљеника показује да је под високим притиском и високом температуром графит (уобичајени облик угљеника) у метастабилном стању, а дијамант је стабилна фаза. Основна мисија ХПХТ опреме је да прецизно конструише ову „дијамантску стабилну зону“ и промовише усмерену конверзију извора угљеника (као што је графит)

 

 

Део 2: Техничко језгро -

Три главне руте ХПХТ опреме
ХПХТ опрема постиже екстремне услове кроз "механички притисак+грејање на струју“, а рута маинстреам технологије има значајне разлике у позиционирању због структуралних разлика.

 

1. Машина за двострано пресовање: рана комерцијализована главна сила

• Структура: 2 блока наковња од волфрам карбида за релативни притисак, отпорно грејање металне цеви.
• Карактеристике: Једноставна структура, ниска цена, али неравномерна дистрибуција притиска, немогућност производње великих појединачних кристала.
• Тренутно позиционирање:Углавном се користи за производњу малих-производа од дијамантског микро праха и поликристалног дијаманта (ПЦД).

 

2. Шестострана машина за пресовање на врху: апсолутно језгро тренутне индустрије (предвођене Кином)

• Структура: Шест хидрауличних цилиндара покреће горњи чекић од волфрам-карбида, који истискује медијум кубичног притиска (Иелаисхи) из шест праваца, синхроно постижући висок притисак и равномерно загревање.
• Основне предности: равномерна дистрибуција притиска, велика запремина шупљине, погодна за индустријску масовну производњу (велики монокристали класе драгуља/алата).

 

Поједностављени ток рада:

• а. Монтажа: извор угљеника (графит високе{1}} чистоће), метални катализатор (гвожђе/кобалт/никл), семенски кристал уграђен у пирофилитну шупљину;
• б. Под притиском: Шест чекића се синхроно гура напред, формирајући статички притисак воде од 5-6 ГПа унутар коморе;
• ц. Грејање: Електрода је наелектрисана и загрејана на изнад 1400 степени Ц да би се растопио катализатор;
• д. Раст: Катализатор раствара графит и таложи дијамант на кристалу семена;
• е. Кристализација: Уклоните готов производ након хлађења и смањења притиска.

 

3. Машина за цепање куглица/више-машина за пресовање: специјализована за врхунска научна истраживања-.

• Структура: 8 или више блокова наковња формирају сферну површину и стисну сферну шупљину.
• Карактеристике: Најједноликији статички притисак воде и јака прилагодљивост коморе, али је цена опреме изузетно висока (у десетинама милиона).
• Позиционирање: Користи се за врхунска-истраживања супертврдих материјала и специјалне синтезе дијаманата (немасовна производња).

 

 

За другу половину дијељења о методи и процесу ХПХТ производње синтетичких дијаманата, наставите да обраћате пажњу на ову веб страницу. Хвала на подршци.