Сухарев А.  

Размерные неоднородности в микрокристаллических алмазных агрегатах

Изучение особенностей сколов микрополикристаллических агрегатов (карбонадо) и синтетических карбонадоподобных поликристаллов, показывают, что последние наиболее близки по характеру сколов к природным карбонадо [1]. Предполагается, что в природе по-добные Р-Т-условия вполне могут реализоваться, тем более, что синтез поликристаллов не требует длительной выдержки. Более загадочным представляется вопрос о форме углерод-ной компоненты, которая может превратиться в алмазный поликристалл и какие соединения могут активировать или интенсифицировать этот процесс.
Для давлений в 8 ГПа мы имеем информацию о том, что поликристаллы алмаза, синте-зированные по обычной схеме из графита разной зернистости наследуют характерные осо-бенности графита, т.е. из более крупнозернистого графита образуются и более крупнозерни-стые алмазные поликристаллы. При этом, плотный графит, в течение нескольких секунд пре-вращается в алмаз и процесс этот облегчается металлом-катализатором. Можно также допус-тить, что в природе в зоне карбонадообразования присутствует скопление графита, посколь-ку эксперименты по термобарической обработке углеводородов при 8 ГПа, показали, что они приобретают структуру графита при температурах порядка 1200 °С за короткое время. Таким образом, важным условием для синтеза плотных поликристаллов алмаза необходимо нали-чие объемных частиц графита.
Установленная аномальная обогащенность газовой фазы, «законсервированной» в по-рах и микрокристаллитах природных поликристаллов (карбонадо) угарным газом [2], не имеет аналогов среди продуктов корового и корово-мантийного породо-, рудо и минерало-образования. Проведение серии модельных экспериментов по синтезу поликристаллов кар-бонадо при сходных Р-Т-параметрах, но в различных ростовых системах с образованием и без образования угарного газа позволит приблизиться к построению наиболее корректной модели природного алмазообразования, в том числе, карбонадообразовния.
Основная серия экспериментов проведена при давлении 8.0 ГПа [3, 4] в диапазоне тем-ператур 1400-1600 °С. В дополнение к традиционному методу синтеза карбонадо с использо-ванием металлического стержня и цельной графитовой заготовки в данной серии использо-вались гомогенные смеси графитового порошка с различными катализаторами. При этом размер частиц графита марки МГ ОСЧ не превышал 100 мкм.
Таким образом, установлено, что при давлениях около 8.0ГПа и температурах около 1500 С в объеме стержней-катализаторов из смесей железа или оксида железа с порошковым графитом образуются отдельные монокристаллы алмаза или сростки из нескольких кристал-лов. Наличие флюидной фазы CO-CO2 приводит к формированию искаженных двойнико-ванных монокристаллов с наличием отрицательного рельефа. При этом рост кристаллов алмаза обеспечивается диффузией углерода к растущим граням через жидкую металлическую и флюидную фазы.

Литература
1. В.А. Петровский, А.А. Антанович, А.Е. Сухарев и др. Сравнительный анализ структурных характеристик синтетических и природных алмазных поликристаллов карбона-до // Материалы Международной конференции по проблемам физики твердого тела. Минск, 2003. С.68–70.
2. В.А. Петровский, В.И. Силаев, А.Е. Сухарев и др. Флюидные фазы в карбонадо и их генетическая информативность // Геохимия, 2008. № 7. С. 748-765.
3. В.А. Петровский, А.Е. Сухарев Микрополикристаллические алмазные агрегаты: природные, экспериментальные и теоретические данные. Сыктывкар: Геопринт, 2006. 29 с.