Исследование нанодисперсного wBN, полученного в аппарате высокого давления при комнатной температуре и сдвиговой деформации

Abstract

Получен фазовый переход (ФП) hBN → wBN при комнатной температуре, давлении около 10 GPa и сдвиговой деформации c использованием сдвигового аппарата высокого давления с алмазными наковальнями (SDAC). Проведены исследования с помощью просвечивающего и отражательного электронных микроскопов. Анализ показал почти полное превращение графитоподобного гексагонального образца нитрида бора в твердую вюрцитную фазу с размером отдельных кристаллов 5–50 nm. На поверхности алмазных наковален (АН) в зоне наиболее сильной сдвиговой деформации образовались отдельные следы нового вещества с очень сильной связью с АН. Их не удалось убрать с поверхности АН обычными механическими (наждачная шкурка, лезвие бритвы, иголка) или химическими (спирт, растворители) способами. Исследование элементного состава этого вещества с помощью электронного микроскопа на отражение показало наличие только углерода, бора и азота. Рамановский спектрометр зарегистрировал лишь мощную линию алмаза на длине волны 1337 cm⁻¹, что может указывать на аморфную структуру этого соединения.

Отримано фазовий перехід (ФП) hBN → wBN при кімнатній температурі, тиску близько 10 GPa та зсувній деформації з використанням зсувного апарату високого тиску з алмазними ковадлами (SDAC). Проведено дослідження отриманого зразка з використанням електронних мікроскопів на просвіт та відбиття. Аналіз показав майже повне перетворення графітоподібного гексагонального зразка нітриду бора в тверду вюрцитну фазу з розміром окремих кристалів 5–50 nm. На поверхні алмазних ковадл в зоні найбільш сильної зсувної деформації утворились окремі сліди нової речовини з дуже сильним зв'язком з алмазом. Їх вдалося видалити з поверхні алмазних ковадел звичайними механічними (наждачна шкурка, лезо бритви, голка) або хімiчними (спирт, розчинники) способами. Дослідження елементного складу цієї речовини за допомогою електронного мікроскопу на відбиття показало наявність тільки вуглецю, бору та азоту. Раманівський спектрометр зареєстрував лише сильну лінію алмазу на довжині хвилі 1337 сm⁻¹, що може вказувати на аморфну структуру цього з‘єднання.

The hBN → wBN phase transition (PT) at a room temperature, pressure about 10 GPa and shear deformation using the shear diamond anvil cell (SDAC) has been obtained. The analysis was done by transmission and reflective electron microscopes. The analysis has shown almost full transformation of graphitic hexagonal boron nitride to hard wurtzite phase with the size of separate crystals in the range of 5–50 nm. On the surface of diamond anvils (DA) in the zone of the strongest shear deformation a substance with very strong binding with diamond was formed. The traces of this substance were failed to clean completely off the surfaces of diamond anvils using usual mechanical (an emery paper, a keen razor) or chemical (spirit and solvents) way. Studying of its element structure using a reflective electron microscope has shown the presence of only carbon, boron and nitrogen. The Raman spectroscopy has registered only a powerful line of diamond on the wave length of 1337 cm⁻¹ that can indicate amorphous structure of this substance.