Возможный механизм образования наноалмаза при детонационном синтезе

Abstract

Предложен новый механизм образования частиц наноалмаза при детонационном синтезе по следующей схеме: распад молекул тринитротолуола на основные радикалы – радикалоподобный димер С₂ и СH₃•, молекул гексогена – на С₂, молекул бензотрифуроксана – на С₂; образование циклогексана из С₂ или сразу молекул адамантана в радикальной форме; взаимодействие алмазоподобного ядра (радикала адамантана) с димером С₂ и с метильным и другими моноуглеродными радикалами; рост частиц детонационного наноалмаза аналогично CVD-процессу. Показано, что зарождение радикалоподобных молекул адамантана происходит в диапазоне от середины зоны химпика до плоскости Чепмена-Жуге, одновременно растут алмазные частицы, их рост завершается в начальной стадии изоэнтропийного (тейлоровского) расширения газообразных продуктов детонации, захватывающих твердые частицы углерода.

Запропоновано новий механізм утворення частинок наноалмазу при детонаційному синтезі за наступною схемою: розпад молекул тринітротолуолу на основні радикали – радикалоподібний димер С₂ і H₃•, молекул гексогену – на С₂, молекул бензотрифуроксану – на С₂; утворення циклогексану з С₂ або відразу молекули адамантану в радикальній формі; взаємодія алмазоподібного ядра (радикала адамантану) з димером С₂ і з метильними та іншими моноуглеродними радикалами; ріст частинок детонаційного алмазу аналогічно CVD-процесу. Показано, що зародження радикалоподібних молекул адамантану відбувається в діапазоні від середини зони хімпіка до площини Чепмена-Жуге, одночасно ростуть алмазні частинки, їх зростання завершується в початковій стадії ізоентропійного (тейлорівського) розширення газоподібних продуктів детонації, що захоплюють тверді частинки вуглецю.

In the present work we have suggested a new mechanism of formation of nanodiamond particles during detonation synthesis. The process diagram is following: decay of trinitrotoluene (TNT) molecules to basic radicals- radical-like dimer С₂ and СH₃•, decay of hexogen molecules - to С₂ ans benzotrifuroxane molecules –to С₂; formation of cyclohexane from С₂ or right away radical adamantane molecules; interaction of diamond-like core (adamantane radical) with methyl and other monocarbon radicals; growth of DND-particle like CVD-process. Origin of the radical-like adamantane molecule occurs over the range a center of chemical peak zone to the Chapman-Jouguet plane, growth of a diamond particle goes on in a starting stage of isentropic (Taylor) expansion of detonation gases, capturing solid carbon particles.