Физико-химический анализ и кристаллохимия метастабильных превращений на диаграмме состояния углерода

На основе кристаллохимического и физико-химического анализа образования алмаза проведена трансформация топологической модели диаграммы состояния углерода. Предложена фазовая диаграмма метастабильных превращений с учетом поглощаемой диссипативными структурами энергии, которая определяет положения линий, описывающих фазовые переходы, их число, возрастающее в результате формирования переходных структур, в зависимости от температуры, давления и количества поглощаемой энергии. Выделены новые области образования фаз при формировании природных минералов, включающие импактный алмаз с лонсдейлитом, переходные области выпадения из жидкости ультрадисперсных частиц алмаза и микрогруппировок графита и лонсдейлита. По диаграмме состояния углерода идентифицированы зерна высокобарических углеродных фаз Попигайского месторождения – импактных алмазов, сформированных при столкновении метеорита с графитсодержащими породами. Относительно прозрачные, крупные сверхтвердые зерна минерала представляют собой импактный алмазно-лонсдейлитовый абразив. Практически непрозрачные темные зерна минерала, образованные при ударе со сдвигом, представляют собой сростки ультрадисперсных частиц алмаза с микрогруппировками графита и лонсдейлита.

1. Афанасьев, В. П. Попигайские импактные алмазы: новое российское сырье для существующих и будущих технологий / В. П. Афанасьев, Н. П. Похиленко // Инноватика и экспертиза. – 2013. – № 1. – С. 8–15.

2. Рентгеновский анализ якутитов и оценка содержания в них примеси лонсдейлита / В. А. Петровский, В. П. Филоненко, В. И. Силаев [и др.] // Вестник Пермского университета. Геология. – 2013. – № 3. – С. 43–60.

3. Raman identification of lonsdaleite in Popigai impactites / S. V. Goryainov, A. Y. Likhacheva, S. V. Rashchenko [et al.] // Joutnal of Raman Spectroscopy. – 2014. – Vol. 45, N 4. – P. 305–313. https://doi.org/10.1002/jrs.4457

4. Natural occurrence of pure nano-polycrystalline diamond from impact crater / H. Ohfuji, T. Irifune, K. D. Litasov [et al.] // Scientific Reports. – 2015. – Vol. 5. – Art. 14702. https://doi.org/10.1038/srep14702

5. Синтез и спекание сверхтвердых материалов для производства инструмента / Н. П. Беженар, А. А. Бочечка, Г. Д. Ильницкая [и др.]; под общ. ред. П. А. Витязя и В. З. Туркевича. – Мн., 2021. – 337 с.

6. Лейпунский, О. И. Об искусственных алмазах / О. И. Лейпунский // Успехи химии. – 1939. – Вып. 8. – С. 1519–1534.

7. Аносов, В. Я. Основы физико-химического анализа / В. Я. Аносов, М. И. Озерова, Ю. Я. Фиалков. – М., 1976. – 504 с.

8. Курнаков, Н. С. Введение в физико-химический анализ / Н. С. Курнаков. – М.; Л., 1940. – 562 с.

9. Ильин, К. К. Топология фазовых диаграмм тройных систем соль – два растворителя с всаливанием – высаливанием / К. К. Ильин, Д. Г. Черкасов. – Саратов, 2020. – 212 с.

10. Горощенко, Я. Г. Физико-химический анализ гомогенных и гетерогенных систем / Я. Г. Горощенко. – Киев, 1978. – 490 с.

11. Хейфец, М. Л. Анализ процессов самоорганизации при обработке металлов по диаграммам состояний физико-химических систем / М. Л. Хейфец // Доклады Академии наук Беларуси. – 1995. – Т. 39, № 6. – С. 109–113.

12. Гленсдорф, П. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуации / П. Гленсдорф, И. Пригожин. – М., 1973. – 280 с.

13. Хейфец, М. Л. Развитие принципов физико-химического анализа для неравновесных процессов синтеза и применения материалов / М. Л. Хейфец // Доклады Национальной академии наук Беларуси. – 2011. – Т. 55, № 4. – С. 100–105.

14. Витязь, П. А. Анализ метастабильных и неравновесных процессов по диаграммам состояния при синтезе сверхтвердых материалов / П. А. Витязь, М. Л. Хейфец // Доклады Национальной академии наук Беларуси. – 2007. – Т. 51, № 2. – С. 95–99.

15. Синтез алмазных наноструктурных материалов на основе наноалмазов / П. А. Витязь, М. Л. Хейфец, В. Т. Cенють [и др.] // Доклады Национальной академии наук Беларуси. – 2012. – Т. 56, № 6. – С. 87–91.

16. Methods of physicochemical analysis and multifractal parametrization in the process of diamond nanostructured composites formation at high pressures and temperatures / P. A. Vityaz, M. L. Kheifetz, V. T. Senyut [et al.] // Advanced Materials and Technologies. – 2019. – N 3. – P. 26–40. https://doi.org/10.17277/amt.2019.03.pp.026-040

17. Прихна, А. И. К вопросу о роли кристаллитов в процессе синтеза алмазов / А. И. Прихна, А. А. Шульженко, М. Я. Кацай // Синтетические алмазы. – 1974. – № 4. – С. 3–8.