Гордєєв С. О. Спрямоване керування щільністю зародкоутворення при спонтанній розчин-розплавній кристалізації монокристалів алмазу з підвищеною однорідністю властивостей

В роботі вирішено актуальну науково-технічну задачу вирощування монокристалів алмазу типу IIa з розмірами до 3 мм із підвищеною однорідністю властивостей за рахунок розробки базових засад спрямованого керування зародкоутворення шляхом підбору гранулометричного складу реакційної шихти та зміни термобаричних параметрів під час проведення циклів вирощування. Розроблені технологічні аспекти для виробництва алмазів з підвищеною однорідністю за габітусною формою, розмірами, міцністю та відсутністю включень сплава-розчинника, а також вирішено науково-технічну задачу вивчення закономірностей стимульованого зародкоутворення алмазу з необхідною щільністю та подальшого вирощування структурно досконалих монокристалів розміром 1 – 3 мм в розчин-розплавних системах метал – вуглець при високих тисках і температурах. Показано, що розроблені методи, наряду з використанням дрібнодисперсних фракцій лускатого графіту розміром до 3 – 5 мкм, дозволяють забезпечити щільність зародкоутворення з подальшим ростом структурно досконалих монокристалів алмаза на рівні від 0 до 300 шт/см3 у об’ємі ростових комірок. Вивчено кінетику росту кристалів та її вплив на формування різних габітусних типів; досліджено дефектно-домішковий склад кристалів, умови запобігання захвату включень розчинника в процесі росту та можливості класифікації кристалів відносно кількості таких дефектів з використанням визначення значень магнітної сприйнятливості отриманих алмазних кристалів. Визначено статичну міцність та термостабільність при температурах 1150 °С монокристалів розміром 1 – 3 мм. Випробування показали високу ефективність використання алмазів, отриманих методом спонтанного стимульованого зародкоутворення, для розробки нових типів алмазного інструмента. Розроблені в роботі результати були успішно впроваджені на виробництві ТОВ «Інстех», м. Київ і на ТОВ «Завод алмазного інструменту», м. Полтава.