ОАО "Шлиф-Пром"

Способ получения синтетических алмазов и В-ВЫ основан на полиморфном превращении гексагональной модификации в кубическую в присутствии катализаторов. Линия, разделяющая области существования кубической и гексагональной модификаций на диаграммах равновесных состояний показывает зависимость между температурой и давлением, при которой кубическая и гексагональная модификация находятся в равновесии, т. е. сосуществуют.
Согласно теории Г. В. Самсонова, механизм полиморфного превращения гексагональной модификации углерода и нитрида бора в кубическую сводится к превращению менее устойчивых вр2-электронных состояний атомов углерода и бора в более устойчивые я/Лсостояния. При этом столь значительное изменение электронного строения и соответствующая перестройка кристаллической структуры требуют высокой энергии активации, т. е. могут происходить с заметной скоростью лишь при высоких температурах. В то же время повышение температуры согласно диаграмме состояний (рис. 3.8, а, б) сдвигает равновесие в сторону образования менее стабильных вр2-электронных конфигураций и соответственно гексагональных модификаций. Поэтому для поддержания параметров синтеза алмаза и В-ВЫ в поле их термодинамической устойчивости требуется повышение давления.
По данным [ 17 ], при высоком давлении кроме В-ВК существуют ещё две плотные формы нитрида бора: кубический сфалерито-подобный, образующийся при давлении 11,0—12,0 ГПа и 1973 К (устойчив в области высоких температур 2470—3970 К), и гексагональный вюрцитоподобный (у-ВЫ), образующийся при давлении свыше 12,5—13,0 ГПа и комнатной температуре (устойчив в области низких температур — до 293 К). Однако современная техника не позволяет поддерживать давления порядка 6-—10 ГПа в течение длительного времени, вследствие чего для ускорения перехода гексагональной модификации этих веществ в кубическую применяют катализаторы.
Катализаторами при синтезе алмаза и В-ВЫ служат прежде всего такие металлы и их соединения, которые обладают высокой концентрацией коллективизированных, слабосвязанных с атомами электронов.