Синтез минералов Том 1 - Хаджи В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
2. Включения пластинчатой формы, приуроченные обычно к приповерхностному слою кристаллов и ориентированные преиму-
Рнс. 145. Секционные топограммы сечения (001), расположенного на середине расстояния от центра до вершины 001 (направление вверх <010>):_ а —отражение (404), угол 26В; 6-(404), 2ЄВ — 60*; 8-(404), 2Єд +60»; г— (404), 2вд— 60"; д— (404); 2Q? +60"; в—схема секторнальиого строения сечения (001). Излучение MoKa- Ув. 50
26 Заказ № 122 401
Рис. 146. Аномальное двулучепре-
ломленне в алмазе:
а — секториальиые фигуры ігогасаяи*; б — дугообразные фигуры погасаний (ув. 60); в — полосчастость изоклин (ув. 150)
щественно по плоскостям, параллельным граням {111}, состав которых зависит от состава металла-растворителя. Такие включения характерны только для пирамид роста кристалла, обращенных в сторону графита, при длительности процесса синтеза не менее 600 с.
3. Микровключения размером до IO-6 м и их скопления, образующие «нити» и диагональные прослои, располагающиеся по определенным кристаллографическим направлениям, и состоящие из металлов-растворителей, используемых для синтеза алмаза.
Образование включений подтипа Ia связывается с механическим захватом среды кристаллизации, растущей с достаточно большой скоростью гранью при наличии на ней макрорезиста. Анализ лауэграмм образцов позволил установить, что такие включения двумерны и захват сопровождается параллельным срастанием (сопряжением) с решеткой алмаза без заметного ее искажения. Хлопьевидные включения (подтип 16) образуются в результате диффузии материала контейнера в расплаве металла-растворителя и захвата растущим алмазом на заключительной стадии процесса синтеза при его длительности около 600 с и более. Закономерности распределения и состав включений второго типа позволяют объяснить их образование накопле-
402 ниєм фазы монокристаллического графита на границе слоя металлического расплава и графита, появлением вследствие этого каверн на поверхности кристалла (см. рис. 143) по механизму «закрытой» грани и консервации металла-растворителя при зарастании этих каверн.
Изучение ориентации, формы и состав нитевидных включений и диагональных прослоев в большом количестве (до 5000) кристаллов показало, что эти включения располагаются по следам нарастания только октаэдрических и комбинационных вершин и соответствующих ребер кристаллов. При этом точка пересечения трасс нитевидных включений и диагональных прослоев является центром роста данного кристалла, который редко совпадает с центром объема (т. е. имеет место искажение облика). Характерно, что включения присутствуют только в части объема алмаза, росшей в сторону графита, и всегда связаны с направлением удлинения, т. е. с направлением наибольшей нормальной скорбсти роста граней кристалла. Указанные особенности морфологии включений третьего типа позволяют предположить, что частицы жидкого металла захватываются растущим кристаллом по механизму «внутренней адсорбции» на дефектах, образующихся при взаимодействии слоев роста смежных граней, т. е. вблизи ребер и вершин (эффект адлинеации), на фоне сравнительно большой, порядка 8- 10~7 м/с, скорости роста алмаза. При этом, как и в случае образования включений подтипа 1а, при затвердевании жидкого металла происходит образование границы раздела фаз без заметного напряжения кристаллической решетки алмаза.
Установлено, что в кристаллах, полученных в среде, обогащенной азотом, рост которых поэтому происходил с большей скоростью по сравнению с алмазами, росшими без добавок в шихту нитридов (см. рис. 142), наблюдаются все три типа включений. Существенного влияния на морфологию включений, их состав при изменении источника азота (нитридов V, Si, Ti, Mn) не обнаружено.
Как отмечалось, примесь бора для алмаза является хромофорной, и при ее содержании в шихте 0,3 % и более кристаллы уже непрозрачны. Поэтому изучение их внутреннего строения затруднено. Анализ аншлифов (см. рис. 141, б) и сколов таких кристаллов, а также данные по их магнитной восприимчивости позволяют заключить, что количество и распределение металлических включений в них практически такое же, как в кристаллах, полученных в чистом растворителе Ni—Mn.
Заметного влияния на внутреннюю морфологию алмазов присутствия в шихте Al (массовая доля до 3%) также не обнаружено.
Кристаллы, полученные в Ti- или Zr-содержащей шихте, скорость роста которых составляла в среднем 5-10~7 м/с, не содержат бесформенных макровключений металла. Для таких алмазов характерны нитевидные и хлопьевидные включения, а также отсутствие в обычных кристаллах точечных микровключений, хаотично распределенных по объему.
26» 403 Присутствие в шихте In, Sn, Cu, Ga, Sb, как уже отмечалось, позволяет снизить скорость роста алмаза до 3-Ю-7 м/с, что приводит к формированию кристаллов, в которых включения выделены слабо либо отсутствуют (см. рис. 142, в) или могут наблюдаться, как правило, вблизи центра роста.
Наиболее совершенные по своему внутреннему строению алмазы образуются при одновременном введении в шихту Ti или Zr и Zn, Ga, Sb или Cu. В таких монокристаллах, средняя скорость роста которых не превышала 1,7-IO-7 м/с, сравнительно редко наблюдаются нитевидные, хлопьевидные и макровключения металла. Кристаллы размером до 5-Ю-4 м часто вообще свободны от видимых дефектов (см. рис. 142, в).
