Фазовые превращения n-слойных графенов в алмаз в условиях высоких давлений и температур

Abstract

Экспериментально изучено влияние высокого давления (7,7 ГПа) и температуры (1700 °С) в присутствии растворителей углерода (сплав Ni–Mn, железо) на фазовые превращения как графеновых пластинок с высокой степенью кристалличности, имеющих менее четырех монослоев, и толщиной не превышающей 5 нм, так и порошков многослойных графенов (10–20 монослоев) толщиной 8–12 нм. Установлены факторы как способствующие, так и препятствующие синтезу алмаза из графена в присутствии растворителей углерода. Показано, что предпочтительным является механизм превращения многослойных графенов в алмаз при высоком давлении и температуре по двухстадийной схеме синтеза алмаза (т. е. после трехмерного структурного упорядочения графена на первой стадии).

Експериментально вивчено вплив високого тиску (7,7 ГПа) і температури (1700 °С) у присутності розчинників вуглецю (сплав Ni–Mn, залізо) на фазові перетворення як графенових пластинок з високим ступенем кристалічності, що мають менше чотирьох моношарів, і товщина яких не перевищує 5 нм, так і порошків багатошарових графенів (10–20 моношарів) товщиною 8–12 нм. Встановлено фактори, які як сприяють, так і перешкоджають синтезу алмазу з графена в присутності розчинників вуглецю. Показано, що переважним є механізм перетворення багатошарових графенів у алмаз при високому тиску і температурі по двостадійній схемі синтезу алмазу (тобто після тривимірного структурного упорядкування графену на першій стадії).

Experimentally studied the influence of high pressure (7.7 GPa) and temperature (1700 °C) in the presence of carbon solvents (Ni–Mn alloy, iron) to phase transformations like graphene plates with high crystallinity having less than four monolayers, and not thickness more than 5 nm and powders multilayered graphene (10–20 monolayers) of thickness 8–12 nm. The factors contributing to how and preventing the synthesis of diamond in the presence of carbon graphene solvents. It is shown that the conversion mechanism is preferred multilayered graphene into diamond at high pressure and temperature of the two-stage synthesis scheme diamond (after the three-dimensional structural ordering of graphene in the first stage).