Проведение научных исследований молодыми учеными. Влияние температуры на свойства углеродных фаз, синтезируемых из фуллерита С60 и ультрадисперсных алмазов при высоких давлениях.

1.Проведен анализ научно-технической литературы, определены
область фазовой диаграммы, где ожидаются нетривиальная
зависимость свойств углеродных фаз, синтезированных из
фуллеренового материала.
2.Определено направление синтеза образцов - использование
многопуансонного беспрессового аппарата высокого давления типа
«разрезная сфера», разработанном в ОИГГМ СО РАН.
3.Выбрано и обосновано направление исследований и способов
решения поставленных задач - синтез материалов, исследование
спектров комбинационного рассеяния света, измерение твердости
образцов,
4.Разработана методика синтеза образцов (подобраны материалы ячейки
высокого давления, способа изоляции от загрязнения материалом
нагревателя, минимизированы тангенциальные напряжения),
подготовлены и проведены пробные измерения образцов на стенде по
исследованию спектров комбинационного рассеяния света.
5.Синтезированы образцы метастабильных углеродных фаз из
микрокристаллического порошка фуллерита С 60 и из
высокоочищенного порошка ультрадисперсных алмазов при давлении
60 кбар и температурах синтеза, варьирующихся от 250 до 1200 С при
длительных временах синтеза.

В процессе работы проводились: измерения твердости образцов, синтезированных из микроскопического порошка фуллеренов и ультрадисперсных алмазов при давлении 6 Гпа при различных температурах, методом Виккерса, анализ зависимости твердости углеродных композитов от температуры синтеза, измерения спектров комбинационного рассеяния света, определение фазового состояния образцов, целостности каркаса фуллереновой молекулы, качественная оценка концентрации дефектов типа оборванных связей.
По результатам работы сделан вывод, что существует максимум в зависимости твердости углеродной фазы от температуры синтеза, полученной из порошка фуллерита С60 при давлении 6 GPa. Этот максимум отражает свойства метастабильной углеродной фазы, а не является отражением кинетики переходного состояния, как это предполагалось ранее. Максимум твердости достигается при температурах, соответствующих разрушению каркаса молекулы С60. Углеродные фазы, полученные из порошка ультрадисперсных алмазов, показывают такую же зависимость твердости от температуры синтеза, доказывая, что поведение твердости не является особенностью исключительно фуллереновой молекулы. Максимум в твердости интерпретирован как результат конкуренции между ростом плотности межкластерных связей и локальным графитоподобным упорядочиванием структуры.