ДОСЛІДЖЕННЯ ШОРСТКОСТІ МОНОКРИСТАЛІВ ЛАБОРАТОРНО-ВИРОЩЕНОГО АЛМАЗУ ЗА ЧАС ПРОВЕДЕННЯ МЕХАНІЧНОЇ ОБРОБКИ ДЛЯ ОТРИМАННЯ ЮВЕЛІРНИХ ВСТАВОК

  • А.В. Ножкіна АТ «Науково-дослідний інститут природних, синтетичних алмазів та інструменту« ВНІІАЛМАЗ»»
  • І.І. Власов Федеральна державна бюджетна установа науки Федеральний дослідний центр «Інститут загальної фізики ім. А.М. Прохорова Російської академії наук»
  • В.Г. Ральченко Федеральна державна бюджетна установа науки Федеральний дослідний центр «Інститут загальної фізики ім. А.М. Прохорова Російської академії наук»
  • А.А. Хоміч Федеральна державна бюджетна установа науки Федеральний дослідний центр «Інститут загальної фізики ім. А.М. Прохорова Російської академії наук»
  • Є.В. Завєдєєв Федеральна державна бюджетна установа науки Федеральний дослідний центр «Інститут загальної фізики ім. А.М. Прохорова Російської академії наук»
  • О.С. Храмченкова Федеральна державна автономна освітня установа вищої освіти «Національний дослідний технологічний університет «МІСіС»
  • С.А. Рамазанова Федеральна державна автономна освітня установа вищої освіти «Національний дослідний технологічний університет «МІСіС»
Ключові слова: монокристали лабораторно-вирощених алмазів, лабораторно-вирощені алмази, HPHT-алмази, полірування поверхні, механічна обробка, шорсткість, морфологія, мікроструктура, ограновування, гранувальний інструмент, надтверді матеріали, шорсткість поверхні, HTHP-обробка алмазів

Анотація

У дослідженні представлені результати механічної обробки синтетичних алмазів Ib і IIa для отримання ювелірних вставок.

Алмазну сировину Ib попередньо було піддано термобаричній обробці. Дефектно-домішковий склад алмазу до і після обробки було досліджено методами інфрачервоної (ІЧ) спектроскопії і спектроскопії комбнаційного розсіювання (КР), а також фотолюмінесценції. Результати вимірювань спектральних характеристик для ювелірних вставок із синтетичних алмазів Ib і IIa проаналізовані аналогічно.

Дослідження спектрів комбінаційного розсіювання та фотолюмінесценції проводилися на спектрометрі «Horiba LabRAM HR800» з використанням напівпровідникового лазера з довжиною хвилі 473 нм. Інфрачервоні спектри поглинання реєстрували на спектрофотометрі «Perkin Elmer Spectrum 100 FT-IR» в діапазоні від 450 до 4000 см-1.

Дослідження дефектно-домішкового складу кристала лабораторно-вирощеного алмазу типу Ib до і після механічної обробки показали наявність NV0 і NV- центрів в різних концентраціях на оброблених площинах. До механічної обробки вставки A-центр і H3-центр були відсутні в ІЧ і ФЛ-спектрах. Аналіз поверхні вставок після механічної обробки показав наявність нового, раніше не діагностованого H3-центру (A-центр і вакансія). Наявність даного центру після обробки дозволяє припустити його формування в процесі ограновування, так як в зоні контакту сировини і шліфувального диска створюються умови високої температури і високого тиску.

При аналізі спектрів комбінаційного розсіювання алмазу Ib після HPHT і механічної обробки ширина піку на його напіввисоті 2,7 см-1 не зазнала помітних змін, що означає відповідність структури досліджених синтетичних алмазів природним аналогам.

Аналіз шорсткості поверхні огранених лабораторно-вирощених алмазів проводився за допомогою оптичного інтерференційного мікроскопа «NEW LOOK – ZYGO 5000». Результати дослідження показали, що механічна обробка алмазними мікропорошками і наноалмазними пастами дозволяє отримувати нанорозмірну шорсткість (Ra), що для алмазів типу Ib склало 2,2 нм на грані і 3,6 нм на всій поверхні кристала. Результати вимірювань якості обробленої поверхні монокристалічних лабораторно-вирощених алмазів типу IIa показали шорсткість (Ra), рівну 1,04 нм по всій поверхні грані.

Опубліковано
2020-09-21
Розділ
Інструментальні, конструкційні та функціональні матеріали на основі алмазу і куб