ИЯИ РАН - инновационные проекты

Разработка опытно-промышленной установки для газофазного синтеза алмазоподобных углеродных материалов

Совокупность целого ряда уникальных физических свойств алмазных материалов делает перспективным их применение во многих отраслях промышленности от обработки материалов до электроники и ядерной энергетики. До настоящего времени эти применения сдерживаются относительно высокой стоимостью производства как природных, так и синтетических алмазов, которая резко возрастает с увеличением размеров изделий.

Метод газофазного синтеза не требует создания высоких давлений, кроме того, осаждение из газовой фазы можно производить на достаточно большой площади и получать углеродные материалы с поликристаллической алмазной структурой на подложках из молибдена, вольфрама, кремния и других материалов. В отличие от метода синтеза поликристаллических алмазных материалов в условиях высоких давлений и высоких температур (ВДВТ), в газофазном методе синтеза получаемые алмазные материалы не содержат металлической связки, т.е. являются чисто углеродными алмазными материалами и вследствие этого они обладают высокой стойкостью к химическим воздействиям, высокой теплопроводностью и стойкостью к абразивному износу. Как видно из приводимой ниже таблицы сравнения параметров, газофазные алмазные материалы по основным параметрам близки к монокристаллическим и превосходят поликристаллические алмазные материалы, полученные по методу ВДВТ.

В предлагаемом проекте создание условий газофазного синтеза предполагается производить в газовом разряде в смеси углеродсодержащего газа (например метана СН4) и водорода. К настоящему времени в Институте Ядерных Исследований РАН разработана методика возбуждения импульсного сильноточного тлеющего разряда и система приготовления и регенерации газовой смеси, позволяющие длительное время поддерживать в экспериментальной установке параметры, необходимые для синтеза алмазных материалов. Важным преимуществом метода газофазного синтеза является его экологическая чистота, т.к. во всем процессе участвуют только экологически безопасные вещества.

Ответственный исполнитель проекта: