Перспективы синтеза новых алмазоподобных фаз в системе B–C–N

Abstract

Проведена термобарическая обработка смесей в камерах типа «тороид» при статическом давлении около 8.0 GРa и температуре около 1500°С. Синтезированные образцы содержали до 80% новой кубической фазы со структурой сфалерита и размерами кристаллитов от долей до единиц микрометров. Изучена структура фазы с помощью электронной микроскопии и рентгенографии. Согласно результатам уточнения по методу Ритвельда состав новой фазы – B₀.₉₁₈C₀.₁₃₉N₀.₉₄₃, а параметр ее ячейки – 3.655 Å. Не исключается возможность вхождения в решетку до 4% кислорода. Получена хорошая восприимчивость результатов на сферической модификации нитрида углерода с нано- и микроразмерами частиц. Доступность исходных компонентов и использование стандартной аппаратуры позволяют нарабатывать большие количества новой фазы для ее всестороннего изучения и определения возможных областей применения.

Thermobaric treatment of the mixtures has been carried out in a toroid-type chambers under the static pressure of 8.0 GPa and temperature of about 1500°C. The synthesized samples contained up to 80% of new cubic phase possessing the sphalerite-type structure for the crystallite sizes ranging from the tenth of a micron to several micrometers. The phase structure has been studied by electron microscopy and powder X-ray diffraction methods. According to the results of Rietveld refinement the composition of new phase is B₀.₉₁₈C₀.₁₃₉N₀.₉₄₃ with the unit cell parameter of 3.655 Å. The inclusion of up to 4% oxygen into this cell is not to be ruled out. The results have been reproduced with the use of spherical modification of carbon nitride having both nano- and microscale particle sizes. The availability of precursors and use of standard high-pressure set up enable scaleup synthesis of the new phase in large quantities for in-depth studies of the properties and potential fields of application.