Суть винаходу: адіабатичне стиснення суміші двох грам-молекул ацетилену з однієї грам-молекулою вуглекислого газу з каталізатором магнієм і окисом магнію в гумовій ємності, обмазаної зсередини "рідким" склом. В результаті хімічної реакції суміш нагріється до 1530 o С, а тиск підвищується до 1000 ат. Газоподібний вуглець десубліміруется в монокристал з виділенням енергії, отриманої при сублімації 5 грам-атомів вуглецю. Кристал алмазу прозорий для будь-якого випромінювання і не може поглинути світлову енергію, нагрітися і перетворитися на графіт. Таким чином, кристал долає енергетичний бар'єр графитизации і залишається алмазом. Позитивний ефект: за один цикл отримують монокристал алмазу "чистої води" до трьохсот карат (60 грам) і більш.
Найбільш близьким до запропонованого є спосіб отримання алмазів, що включає стиснення в камері з поршнем суміші газів, що містять ацетилен. Спосіб не дозволяє отримувати досить великі монокристали.
Суть винаходу: адіабатичне всебічне стиснення суміші містять вуглець газів з каталізатором і їх хімічну взаємодію з перетворенням реагентів в воду і вуглець з великим виділенням тепла. Вибухоподібний перехід води з рідкої фази в газову. Освіта в камері з великим тиском і температурою "порожнини" і її схлапиваніе, при якому в центрі розвиваються температура до 10000 o C і тиск до мільйона атмосфер. В таких умовах (при відповідних тиску і температурі) утворюються і природні алмази. Відомості, що підтверджують можливість здійснення винаходу. Беруть дві грам-молекули ацетилену (44,8 л) і одну грам-молекулу вуглекислого газу (22,4 л) за обсягом при 25 o С і атмосферному тиску 760 мм рт.ст. або 52 г ацетилену і 44 г вуглекислого газу за вагою. Змішують обидва обсягу і перекачують в ємність з розтягуються стінками.
Поміщають туди ж мелкораздробленного каталізатор палену магнезію з порошком металевого магнію. Ємність з сумішшю газів і каталізарором поміщають в реагує камеру установки для отримання кристалів. Вистрілюють поршень в камеру, який адиабатически стискає суміш газів. Адіабатичне стиснення відрізняється від звичайного тим, що вся енергія миттєво переходить в теплову і служить енергією активації реагентів хімічної реакції.
Розглянемо хімічні реакції в суміші ацетилену і вуглекислого газу. Критична температура ацетилену дорівнює плюс 35 o С, критичний тиск 80 атм. Критична температура вуглекислого газу плюс 31 o С, критичний тиск 73 атм. При адіабатичному стисненні обидва газу будуть перебувати в однаковій фазі. Відомо, що ацетилен, як речовина ендотермічна, при стисненні вибухає: Перетворення 5 грам-атомів вуглецю в кристал з газоподібного стану при наявності тиску відбудеться з виділенням енергії, яка дорівнює енергії сублімації, т. Е. 855 ккал.г / кристал. Суміш повинна нагрітися до 8550 o С. Але нагріється тільки до 890 o С, так як інша енергія 766 ккал г / кристал, витратиться на іонізацію молекул води: Цей перехід енергії запобіжить графітизацію кристала, яка проходить від 1200 o до 1600 o С. Без наявності в утвореній суміші молекул води і відповідно їх іонізації з витрачанням 383 ккал / моль графітизація кристала алмаза неминуча. Розкладання молекул води на кисень і водень запобігти графітизацію не може, так як на це піде тільки 222 ккал / моль. Енергія іонізації молекул води більше енергії атомізації будь-якого металу (вольфрам 200 ккал г / атом). Виконати роль поглинача "зайвої" енергії при утворенні кристала алмаза досить великого розміру здатна тільки вода. Поглинання енергії різнойменними зарядами супроводжується їх поділом. У замкнутої порожнини з високим тиском іони, що мають більший обсяг, розташуються на периферії, а менший в центрі. Відбудеться освіту межзарядовой порожнини з подальшим її схлапиваніем (замиканням) і випромінюванням енергії, яка поглине стінками камери, а не кристалом, так як частота поглинання кристала і іонів води не збігаються. Інакше, утворений кристал алмазу для випромінювання прозорий. В цьому і полягає сутність освіти кристалів алмазів. Іони води конденсують теплову енергію суміші у вигляді парового конденсатора з позитивними протонами на поверхні кристала в центрі, так як займають незначний обсяг у порівнянні з іонами гідроксилу, які з негативними зарядами розташовуються по периферії. Теплова енергія переходить в електричну, а остання в високоергіческое випромінювання (рентгенівське і ультрафіолетове), прозоре для кристала алмаза, а тому і не віддає йому енергію, здатну перевести алмаз в графіт.
Спосіб отримання алмазів в якійсь мірі схожий на природне утворення їх в трубках вибуху: карбіди металів, з'єднуючись з водою кристаллогидратов, утворюють ацетилен. Останній змішується з вуглекислим газом. Утворюється вибухова суміш. При швидкому стискуванні вибуху виділяється енергія сублімації вуглецю, іонізуюча воду, і енергія хімічних реакцій. Ця енергія перетворюється у випромінювання, яке не поглинається кристалом, а значить, і не переводить алмаз в графіт. Здатність алмаза "прилипати" до жирових поверхонь побічно доводить осадження іонів водню води на його поверхні і утворення порожнини з різнойменних іонів у вигляді парового електричного конденсатора з його пробоєм замиканням електроіскри і виділенням запасеної електроенергії у вигляді короткохвильового світлового випромінювання, прозорого для кристала алмаза. В цьому і полягає таємниця освіти алмазу і його стійкість в посудині камері, де енергії більше, ніж достатньо для переходу в графіт. Процес утворення електричної порожнини дещо нагадує утворення кавітаційної порожнини в рідині. Там теж спостерігається іонізація і перетворення частини енергії схлапиванія в випромінювання, але для утворення кристала алмаза процесу кавітації недостатньо. Економічна ефективність способу за умови збереження "таємниці" освіти алмазів для нашої країни може прирівнюватися відкриття і розробки нафтових, газових, алмазних та інших родовищ, що вимагають вкладень великих грошей, матеріалів і часу. Протягом одного циклу можна отримати кристал "чистої води" вагою 60 грам більше 300 карат.
Спосіб отримання алмазів, що включає стиснення в камері з поршнем суміші газів, що містять ацетилен, який відрізняється тим, що в суміші газів використовують вуглекислий газ при об'ємному співвідношенні ацетилену і вуглекислого газу 2: 1, в якості камери використовують гумову ємність, обмазану зсередини "рідким" склом і обсипану каталізатором з магнію і окису магнію, і стиснення ведуть адиабатически з надзвуковою швидкістю.
Винахід відноситься до отримання надтвердих матеріалів (СМ), зокрема компактних матеріалів на основі алмазу і / або алмазоподібних модифікацій нітриду бору, які можуть бути використані в абразивної, машинобудівної та верстатоінструментальної промисловостях для виготовлення ріжучого, шліфувального і абразивного інструментів, а також конструкційних виробів
Винахід відноситься до області виробництва дрібнодисперсних алмазів або інших алмазоподібних матеріалів при детонації конденсованих вибухових речовин, а більш конкретно до процесів автоматизації проведення вибухів у вибухових камерах, в яких здійснюється локалізація вибухів при масовому підриві зарядів вибухових речовин (ВВ)
Винахід відноситься до створення штучних матеріалів, зокрема до отримання штучних алмазів
Винахід відноситься до хімічної технології отримання надтвердих матеріалів, а саме штучних алмазів або алмазоподібних речовин в детонаційної хвилі, в результаті безпосереднього використання високих тисків і температур, що розвиваються при детонації конденсованих вибухових речовин (ВВ)
Винахід відноситься до вуглецевих матеріалів, отриманих при вибуховому перетворенні конденсованих вибухових речовин і може бути використаний для отримання високодисперсних ультра-і квазідісперсних алмазних порошків, полі- і монокристалів алмазу, алмазоподібних плівок і покриттів, напівпровідників і надпровідних матеріалів, мастильних і абразивних матеріалів, матеріалів, поглинаючих електромагнітне випромінювання, адсорбентів, біологічно активних середовищ, а також в якості наповнювачів полімерних матеріалів
Винахід відноситься до технології отримання надтвердих матеріалів, а саме штучних алмазів, при безпосередньому використанні високих тисків і температур, що розвиваються при детонації конденсованих вибухових речовин
Винахід відноситься до способів отримання матеріалів в дисперсному стані з використанням енергії вибуху і стосується способу отримання матеріалів в дисперсному стані з кластерної структурою частинок