Экспериментальные исследования фазовых превращений в углеродных материалах в условиях ударно-волновых воздействий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.14, доктор физико-математических наук Жук, Андрей Зиновьевич

• Жук, Андрей Зиновьевич
• доктор физико-математических наук
• 2004

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Жук, Андрей Зиновьевич

• I. Введение.

II. Ударно-инициированные фазовые переходы графит - алмаз.

2.1. Состояние вопроса и постановка задачи.

2.1.1. Состояние исследований.

2.1.2. Постановка задачи.

2.2. Эксперименты по ударному сжатию графита.

2.2.1. Поликристаллический графит.

2.2.2. Высокоориентированный графит.

2.2.3. Опыты с сохранением высокооринетированного графита.

2.3. Обсуждение экспериментальных результатов.

2.3.1. Разброс значений давления начала превращения.

2.3.2. О скоростях и механизме превращения.

2.4. Выводы к главе II.

III. Синтез карбинов.

3.1. Состояние вопроса и постановка задачи. г 3.1.1. Химические методы.

3.1.2. Осаждение из газовой фазы.

3.1.3. Термодинамические методы.

3.1.4. Постановка задачи.

3.2. Кристаллизация аморфного карбина в условиях ударного сжатия.

3.3. Лазерный синтез карбина. t 3.3.1. Характеристика исходных материалов.

3.3.2. Пирографит (опыты в вакууме).

3.3.3. Аморфный линейно-цепочный углерод (опыты в вакууме).

3.3.4. Обсуждение результатов экспериментов

• по лазерному воздействию (опыты в вакууме).

3.3.4. Опыты в газовой атмосфере.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экспериментальные исследования фазовых превращений в углеродных материалах в условиях ударно-волновых воздействий»

В течение последних сорока лет семейство углеродных материалов значительно расширилось. Были разработаны методы синтеза фуллеренов, нанотрубок, аморфного карбина, углеродных пленок с различными типами структуры. Непрерывно расширяется спектр композиционных материалов на основе углерода. Предсказывается открытие металлического углерода, слоисто - цепочечного углерода, графинов и т.д.

Практическую важность исследований в этой области невозможно переоценить: композиты на основе углерода имеют высокую прочность, термостойкость, малый вес, ряд других замечательных свойств, что делает их незаменимыми в различных областях техники. Материалы на основе аморфного карбина находит применение в медицине. Пленочные углеродные материалы используются в электронике, а также для создания покрытий с заданными свойствами. На основе фуллеренов Сбо создана новая группа сверхтвердых материалов.

Атомы углерода могут существовать в трех основных состояниях, соответствующих sp - sp - и sp — гибридизации их валентных орбитапей и характеризующих их аллотропную

Х 9 1 форму, sp - гибридизация соответствует алмазу , sp - графиту, sp - линейно-цепочечному углероду - карбину. При нормальных условиях термодинамически стабильной, наиболее распространенной в природе и хорошо изученной формой углерода является графит. Одним из основных подходов к процедуре синтеза различных типов новых, углеродных материалов является помещение графита в условия, при которых его исходная структура теряет стабильность и начинает трансформироваться в состояние соответствующее другим полиморфным формам углерода или другому агрегатному состоянию, т.е. создание условий, в которых углерод испытывает фазовые превращения.

Подобный подход, основанный на одновременном воздействии на графит высоких давлений и температур, был использован для синтеза искусственного алмаза.

Аналогичным методом, используемым при синтезе углеродных материалов из графита, является перевод графита в газовую фазу. Варьируя условия испарения и последующей конденсации газовой фазы, удается получать углеродные пленки с различной структурой: аморфной, графито и алмазоподобной. Двумерно-упорядоченные пленки на основе линейно- цепочечного углерода синтезируются методом ионно-стимулированного осаждения. При испарении графита в условиях лазерного воздействия был впервые получен фуллерен.

С точки зрения сформулированного выше подхода к проблеме синтеза новых форм углерода перспективным представляется метод ударно-волнового воздействия. В условиях кратковременного воздействия высоких давлений и температур фазовые переходы протекают, как правило, при значительно более высоких параметрах, нежели в статических условиях, а скорость процесса формирования новой фазы резко возрастает. Эти обстоятельства позволяют предположить, что промежуточные, структурные состояния углерода, которые образуются в процессе фазового превращения в ударных волнах, будут отличаться от тех, которые возникают при других способах инициирования фазового перехода.

В представленной работе метод ударно-волнового воздействия используется для исследования изменений структуры различных типов графита в окрестности ударно-инициированного превращения графит-алмаз, для изучения возможностей синтеза кристаллического карбина из графита и аморфного углерода, а также для изучения изменений структуры фуллерена Сбо в широком диапазоне давлений ударного сжатия.

Прежде, чем перейти к формулировке целей работы необходимо сделать несколько замечаний, касающихся состояния исследований графита, карбина и фуллерена Сбо в условиях ударно-волновых воздействий и актуальности этих исследований.

Первые хорошо воспроизводимые опыты по динамическому синтезу алмаза из графита были проведены в начале 60-х годов. К настоящему времени сохраняет актуальность вопрос причинах значительного разброса давлений начала превращения и их скорости для разных типов графита в условиях ударно-волнового воздействия. Это различие обычно объясняется существованием разных механизмов превращения в алмаз разных типов графита.

В рамках данной работы вопрос о механизмах превращения графит - алмаз особенно актуален. Процесс образования алмаза может проходить путем аморфизации исходного графита и последующего процесса кристаллизации алмаза из аморфной фазы. В этом случае, возможность образования, новых промежуточных фаз углерода маловероятна.

Другой взгляд на механизм превращения предполагает, что фазовый переход графит -алмаз протекает в две стадии. На первой стадии, в окрестности ударного фронта, происходит быстрая перестройка решетки графита в промежуточную, кристаллическую структуру. На второй стадии, в ходе выдержки при высоком давлении и температуре происходит перестройка этой промежуточной фазы в кубический алмаз. В случае реализации такого механизма превращения появляется принципиальная возможность зафиксировать промежуточную фазу.

Открытие методов химического синтеза аморфного карбина состоялось на рубеже 50-х и 60-х годов. В дальнейшем были разработаны методы создания аморфных и двумерно-упорядоченных тонких пленок. Тем не менее, до сих пор не созданы надежные, производительные технологии синтеза кристаллического карбина. Кристаллы карбина синтезируются в крайне незначительных количествах, обычно в виде вкраплений в аморфную матрицу. В связи с этим, без определенного ответа остается вопрос о принципиальной возможности твердотельного перехода графит - карбин, вопрос о том, является ли карбин самостоятельной термодинамически стабильной фазой углерода, или же это промежуточный продукт, возникающий в ходе фазовых превращениях. Вместе с тем создание надежной и недорогой технологии получения кристаллического карбина может открыть интересные перспективы. В частности, предполагается, что кристаллический карбин должен обладать уникальными физическими свойствами: высокотемпературной сверхпроводимостью, ферромагнетизмом и т. д. Карбины могут быть использованы для производства анизотропных полупроводниковых материалов с солитонной проводимостью.

Актуальность исследований в области методов синтеза химически чистого карбина вытекает из давно назревшей необходимости подробного изучения его физических и химических свойств, для чего, в свою очередь, необходимо располагать технологией синтеза макроскопических количеств этого вещества. Несмотря на многочисленные попытки, имевшие место и в нашей стране и за рубежом, эта проблема не решена. Вследствие такого положения вещей до сих пор не известно насколько в действительности перспективен кристаллический карбин для практического применения.

Фуллерен Сбо был открыт в 1985 г. В 1990 г. была предложена методика, позволяющая получать Сбо в макроскопических количествах. В течение последующего десятилетия опыты по статическому сжатию при повышенных температурах позволили обнаружить новый класс сверхтвердых материалов на основе полимеризованных молекул фуллерена. В настоящее время, на основе данных опытов по статическому сжатию построена достаточно подробная карта состояний Сбо > охватывающая диапазон давлений до 20 ГПа и температур до 2 500 К.

Напротив, влияние ударного сжатия на эволюцию структуры Сбо изучено недостаточно. Известная к настоящему времени информация базируется на результатах опытов с сохранением. Выраженная корреляция между результатами статических и динамических опытов отсутствует. Неизвестны характер и последовательность изменения упругих свойств и структуры Сбо в диапазоне давлений ударного сжатия в диапазоне 1-20 ГПа и выше - в области ударно-инициированного превращения Сбо- алмаз.

Таким образом, актуальность вопросов, касающихся эволюции упругих свойств и структуры Сбо в условиях динамического сжатия до давлений ~ 20 ГПа и в области фазового перехода Сбо — алмаз, весьма велика.

Цели представленной работы формулируются следующим образом:

- изучение механизмов ударно-инициированного фазового превращения графит — алмаз протекающих в разных типах графита (низкоупорядоченного поликристаллического графита и высокоупорядоченного квазимонокристалла графита) для оценки и обоснования возможности синтеза из различных типов графита новых форм углерода;

- разработка экспериментальных подходов к проблеме синтеза кристаллического карбина из графита и аморфного углерода;

- исследование изменений структуры фуллерена Сбо в широком диапазоне давлений ударного сжатия: проверка предположения о возможности формирования в условиях ударного сжатия полимеризованных фаз Сбо5 определение параметров и характера превращения Сбо - алмаз.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. В графите монохроматорного качества в диапазоне ударных давлений 20 - 40 ГПа протекает обратимое, мартенситное превращение в фазу, имеющую кристаллогеометрическое соответствие с исходным графитом и плотность при нормальном давлении около 3.2 г/см .

2. В условиях ударно-волнового воздействия, при давлениях ударного сжатия 26-36 ГПа происходит кристаллизации аморфного карбина. Дальнейшая выдержка материала при высоких давлениях и температуре обеспечивает превращение кристаллизованного карбина в кубический алмаз.

3. В условиях интенсивного лазерного воздействия может быть получен кристаллический карбин (в том числе в виде крупных — до 40 мкм - кристаллов) - из графита и аморфного углерода.

4. В условиях ударного сжатия реализован твердотельный переход графит - карбин с глубиной превращения до 80 об. %. Формирование карбина происходит путем разрыва связей атомов, лежащих в базовой плоскости графита.

5. Экспериментально доказана возможность полимеризации фуллерена Сбо в условиях ударного сжатия.

6. Показано, что превращение Сбо в алмаз протекает в две стадии. На первой стадии происходит разрушение фуллерена. На второй стадии, образовавшийся графитоподобный углерод трансформируется в алмаз или алмазоподобный углерод.

Автор выражает глубокую признательность сотрудникам российских и зарубежных исследовательских организаций, внесших значительный вклад в представляемую работу: академику В.Е. Фортову, д.ф.-м.н., профессору Г.И. Канелю, д.ф.-м.н., профессору М.Б. Гусевой, профессору Ж-П. Ромэну, профессору М. Бусти, профессору Е.Б. Зарецкому, д.ф.-м.н. Л.Г. Хвостанцеву, к.ф.-м.н. В.В. Милявскому, к.ф.-м.н. Т.Н. Бородиной, к.ф.-м.н. А.В. Уткину, к.ф.-м.н. В.Г. Бабаеву, к.ф.-м.н. В.М. Бабиной, Г.Е. Вальяно и А.В. Иванову.

Важную помощь на разных этапах данной работы оказали ныне покойные д.ф.-м.н., профессор JI.B. Альтшулер и д.х.н. Ю.П. Кудрявцев.

Заключение диссертации по теме «Теплофизика и теоретическая теплотехника», Жук, Андрей Зиновьевич

4.3. Выводы к главе IV.

1. Разработана технология изготовления массивных образцов фуллерена с большим отношением диаметра к толщине и плотностью, близкой к теоретической.

2. Впервые исследованы сжимаемость и скорость звука Сбо в условиях ударно-волнового нагружения. Исследования проведены в интервале давлений 1.5 - 43 ГПа.

3. В области давлений 2—19 ГПа зарегистрированы специфические особенности зависимостей ударной сжимаемости и скорости звука от давления. Показано, что данные особенности связаны с образованием полимеризованных фаз Сбо при давлениях 2 — 9 ГПа и последующим разрушением молекул Сбо при давлении >19 ГПа.

4. При давлениях 19-26 ГПа имеет место начало полиморфного превращения С60 в алмазоподобную фазу. Превращение имеет две стадии. На первой стадии происходит разрушение фуллерена. На второй стадии, образовавшийся графитоподобный углерод трансформируется в алмаз или алмазоподобный углерод.

V. Заключение.

Наиболее важные результаты выполненной работы формулируются в представленных ниже выводах.

1. Впервые показано, что в высокоупорядоченном графите монохроматорного качества в диапазоне ударных давлений 20 - 40 ГПа протекает обратимое, мартенситное превращение в фазу имеющую кристаллогеометрическое соответствие с исходным графитом и плотность при нормальном давлении около 3.2 г/см3.

2. Впервые обнаружен эффект кристаллизации аморфного карбина в результате ударно-волнового воздействия.

3. Методом лазерной абляции графита, впервые синтезированы 40 - микронные кристаллы карбина, а также карбин, состоящий из двумерно - упорядоченных углеродных цепочек без изгибов.

4. Впервые реализован твердотельный переход графит - карбин с глубиной превращения до 80 об.%. Ориентация синтезированных кристаллов указывает на то, что формирование карбина происходит путем разрыва связей атомов, лежащих в базовой плоскости графита.

5. Впервые исследованы сжимаемость и скорость звука Сбо в условиях ударно-волнового нагружения в интервале давлений1.5 - 43 ГПа. и экспериментально доказана возможность полимеризации фуллерена Сбо в условиях ударного сжатия.

6. Показано, что превращение Сбо в алмаз протекает в две стадии. На первой стадии происходит разрушение фуллерена. На второй стадии, образовавшийся графитоподобный углерод трансформируется в алмаз или алмазоподобный углерод.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Жук, Андрей Зиновьевич, 2004 год

1. DeCarli P. S„ Jamieson J. C. Formation of diamond by explosive shock// Science. 1961. V. 133. P. 1821.

2. Duvall G. E., Graham R. A. Phase transitions under shock-wave loading // Rev. Mod. Phys. 1977. V. 49. No 3. P. 253-579.

3. Bundy F.P, Basset W.A., Weathers M.S. et al. The pressure-temperature phase and transformation diagram for carbon; updated through 1994 // Carbon. 1996. V.34. No.2. P.141-153.

4. Vlodarchik E., Trebinski R. Transformations of graphite and boron nitride in shock waves.// Shock waves. 1997. No 7. P.231-248.

5. McQueen R. G., Marsh S. P. Behaviour in dense media under high dynamic pressures. Paris; N. Y.: Gordon and Breach, 1968.

6. Дремин А. Н.,Першин С.В. К вопросу о динамической сжимаемости углерода // ФГВ.1968. Т.4. № 1. С. 112-115.

7. Gust W.H. Phase transition and shock compression parameters at 120 GPafor three types of graphite and amorphous carbon // J. Phys Rev.B.1980. V. 22. No 10. P. 47444756.

8. Ананьин А. В., Дремин A. H., Капель Г. И. и др. Исследование структуры ударных волн в нитриде бора и графите в области полиморфных превращений // ПМТФ. 1978. № 3. С. 112-117.

9. Бушман А.В., Канель Г.И., Ни А.Л., Фортов В.Е. / Теплофизика и динамика интенсивных импульсных воздействий. Черноголовка: 1988. 200 с.

10. Разоренов С. В., Канелъ Г. К, Овчинников А. А. Регистрация ударных волн манганиновыми датчиками и давления перехода графит алмаз при повышенной температуре //Детонация. Черноголовка: ОИХФ АН СССР, 1981. Вып. 2. С. 70-74.

11. Шейндлин М. А. Диаграмма состояния углерода в области высоких температур // ТВТ. 1981. Т. 19. № 3. С. 630-648.

12. Van Theil М. Ree F.H. Theoretical description of the graphite, diamond and lquid phases of carbon// Int. J. Thermophys. 1989. V. 10. No 1. P. 227-236.

13. Пятернев С. В., Першин С. В., Дремин А. Н. Зависимость давления ударно-инициированного превращения графит-алмаз от начальной плотности графита и линия гистерезиса данного превращения // ФГВ. 1986. Т. 6. С. 125-130.

14. Курдюмов А. В., Палянкевич А. Н. Фазовые превращения в углероде и нитриде бора. Киев: Наукова думка, 1979. 186 с.

15. Курдюмов А. В., Дегтярев В. Ф., Понятовский Е. Г. и др. Влияние высоких давлений на вещество. Т. 1. Киев: Наукова думка, 1987. 232 с.

16. Курдюмов А.В., Островская Н.Ф., Голубев А.С. Механизм образования, стабильность и реальная струтура лонсдейлита // Сверхтвердые материалы, 1984, №4, С. 17-25.

17. Кравченко М.Н. Нигматулин Р. И. Исследование особенностей ударного сжатия графита в области полиморфных превращений// Детонация и ударные волны. Черноголовка: ОИХФ АН СССР, 1986. С. 104.

18. Алексеев Ю. Л., Волков К. П. Скачок разрежения в графите при давлении- 0.5 Мбар// ПМТФ. 1979. № 2. С. 105-107.

19. Гогуля М. Ф. Структура и параметры ударных волн при динамическом нагружении природного графита в области полиморфного превращения.// ФГВ. 1989. № 1. С. 94-104.

20. Капель Г. И. Об экспериментальном определении кинетики релаксационных процессов при ударном сжатии конденсированных сред. // ПМТФ. 1977. № 5. С. 117-122.

21. Кравченко М. Н. Скорости фазового перехода графита в алмаз // В сб.: Исследование свойств вещества и экстремальных условиях. М.: ИВТАН, 1990. С. 206-209.

22. Hixsort R.S, Bonnes D.A., Shaner J. W. et al. Acoustic velocities and phase transitions in molybdenum under strong compression // Phys. Rev. Lett. 1989. V. 62. No 6. P. 637-640.

23. Shaner J.W., Brown J. M„ Swenson СЛ., McQueen R.G. Sound velocity of carbon at high pressures // J. Physique. 1984.V. C8 N 11. P. C8- 235 C8-237.

24. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений / Государственное издательство физико-математической литературы. Москва, 1963. - 632 с.

25. Кестенбойм X. С., Росляков Г. С., Чудов JI. А. Точечный взрыв. М.: Наука, 1974.

26. Павловский М.Н. Ударное сжатие алмаза // ФТТ. 1971. Т. 13. № 3. С. 893-895.

27. Соседов В. П. Свойства конструкционных материалов на основе углерода. М.; Металлургия, 1975.

28. DeCarli P.S. Science and Technology of Industrial Diamond, V.l London: Industrial Diamond Information Bureau, 1967. 49 p.

29. DeCarli P.S., High Pressure Science and Technology, 6th AIRAPT Conference, Colorado, 1977. N. Y.: Plenum, 1979.940 p.

30. Ъ\.Ниа Tan, Ahrens T.J. Shock induced polymorphic transition in quartz, carbon, and boron nitride // J. Appl. Phys. 1990. V.67(l). P. 217- 224.

31. Yoshida M, Thadhani NN.' Study of solid reactions by recovery experiments and measurements of Hugoniot and sound velocity // Shock compression of condensed matter.k P.585-592. Elsevier Science Publisher В.V. 1992.

32. Hisako Hirai, Satoru Kukino, Takeshi Ohwada Ken-ichi Kondo. Predominant parameters in the shock-induced transition from graphite to diamond // J.Appl. Phys. 1995. V.78. No 5. P.3052-3059.

33. Курдюмов A.B., Мологоловец В.Г., Новиков H.H. и др. Полиморфные модификации углерода и нитрида бора. Справочное издание. М.: Металлургия, 1994.

34. Ломоносов И.В, Хищенко КВ. Частное сообщение. Ломоносов И.В., Фортов В.Е., Фролова А.А. и др. Моделирование превращения графита в алмаз при динамическомсжатии в конической мишени. Препринт ОИВТ РАН № 1-454. М. 2001.

35. Кулешова Л. В. Электропроводность нитрида бора, хлористого калия и фторпласта-4 за фронтом ударных волн // ФТТ 1969. T.l 1, вып.5. С. 1085-1091.

36. Дулин И.Н., Алътшулер Л.В., Ващенко В.Я.и др. Фазовые превращения нитрида бора при динамическом сжатии //Физика твердого тела 1969. T.l 1, В.5. С. 1252-1257.

37. Shu J.F., Мао Н.К., Ни J.Zet al. A new superhard form of carbon// Bull.Am.Phys.Soc. II 1991. V.36. No 3. P.479.

38. Гончаров А.Ф., Макаренко И.Н., Стишов C.M. Графит придавлении до 55 ГПа: оптические свойства и комбинационное рассеяние света, аморфный углерод // ЖЭТФ 1989 Т.96. Вып.2. № 8. С.670-673.

39. Takano К. J., Harashima Н., Wakatsuki М. New high-ptressure phase of carbon // Japanese J. Appl. Phys. 1991. V.30. No 5A. p.L 860-L863.

40. Mitchel A.C., Shaner J.W., Keeler R.N. The use of electrical conductivity experiments to study phase diagram of carbon// Physica. 1986. No 139& 140B. P. 386-389.

41. Жугин Ю.Н., Крупников К.К., Овечкин П.А. Исследование особенностей превращения ударно-сжатого графита в алмаз по изменению электросопротивления //Химическая физика. 1987. Т.7. № 10. С. 1447-1450.

42. Takehiko Yagi, Wataru Utsumi, Masa-aki Yamakata et al. High pressure in situ x-ray-diffraction study of the phase transformation from graphite to hexagonal diamond at room temperature.//Phys. Rev. B. 1992-11 V.46. No 10. P. 6031-6039.

43. Han/land M., Beister H., Syassen K. Grapphite under pressure: Equation of state and first-order Raman modes. // Phys. Rev. B. 1989-1. V.39 No 17. P. 12 598-12 603.

44. Hanfland M„ Syassen K. Optical reflectivity of graphite under pressure // Phys. Rev. B. 1989-11. V.40 No 3. P. 1951-1954.

45. Carbyne and carbynoid structures. Edited by Heimann R.B., Evsyukov S.E., Kavan L. Kluwer academic publishers. Dordrecht/Boston/London. 1999. 444 p.

46. Кудрявцев Ю.П., Евсюков C.E., Гусева М.Б. и др. Карбин-третья аллотропная форма углерода // Известия АН СССР. Сер. хим. 1993. № 3. С. 450-463.

47. Сладкое A.M., Коршак В.В., КасаточкинВ.И., Кудрявцев Ю.П., Усенбаев К. О синтезе и свойствах полиацегилена//ДАН СССР. 1961. Т.136. № 6. С. 1342-1344.

48. Goresy A.EL, Donney G.T. A new form of carbon from Ries Crater // Science. 1968. No.161. P. 363-364.

49. Сладкое AM. Полисопряженные полимеры /М.: Наука, 1989.256 с.

50. Sladkov A.M. Carbyne a new allotrope form of carbon / Sov. Scientific Reviews. 1981.V. 3. P.75-110.

51. Heimann R.B., Kleiman J., Salansky N.M. A unified structural approach to linear carbon polytypes//Nature. 1983. V.306. P. 164-167.

52. Коршак B.B., Касаточкин В.И., Сладкое A.M. и др. Синтез и свойства полиацетилена // ДАН 1961. Т. 136. С. 1342-1344. Сладкое А.М., КасаточкинВ.К, Коршак В.В.,Кудрявцев Ю.П. Бюллетень изобретений. 1972. №6. С.З.

53. Кудрявцев Ю.П., Сладкое Ю.М., Асеев Ю.Г. и др. Исследование свойств и струтуры карбина//ДАН. 1964. Т. 158. С. 389-392.

54. Melnitchenko V.V., Smirnov B.N., Varlakov V.P. et al. Lamellar morphology and inner structure of crystalline carbyne fragments // Carbon. 1983. V.21. No 2. P.131-133.

55. Tanuma S., Palnichenko A. V.,Satoh N. Synthesis of low density carbon crystals by quenching gaseous carbon and intercalation of alkali metal atoms into these crystals //Synthetic metals 1995. N71. P. 1841-1844.

56. Tanuma S., Palnichenko A.V. Synthesis of low density carbon "carbolite" by quenching of carbon gas // J. Mater. Res. 1995. V.10. P. 1120-1125.

57. Palnichenko A.V., Gurov A.F., Tanuma S. et al. Dynamic of transformation under the heat treatment of a new carbon phase carbolite studied by calorimetry and x-ray powder diffraction // Physica C. 1997. No 282-287. P. 733-734.

58. Palnichenko A.V., Tanuma S. Effect of intercalation of alkali and halogen species into the low density carbon crystal "carbolite" // J. Phys. Chem. Solids. 1996. V. 57. No 6-8. P. 1163-1166.

59. Pitzer K.S. Clementi E. Large molecules in carbon vapor // J. Am. Chem. Soc.1959. N81. P. 4477-4485.

60. Whittaker A.G. Carbon: A new view of its high-temperature behavior // Science. 1978. V.200. P. 763-764.

61. Whittaker A. G. Carbon's high temperature behavior // Science. 1979. V. 203. P. 1266.

62. Whittaker A.G. Carbyne forms of carbon: Evidence for their existence // Science. 1985. V. 229. P. 485-486.

63. Nakamizo M., Kammereck R., Walker P.L. Laser Raman studies on carbons // Carbon. 1974. No 12. P. 259-267.

64. Stuckey W.K., Whittaker A.G. The identification of carbon allotropes by ion microprobe mass analysis // Abstr. 10th Biennial Conf. On Carbon. Lehigh University. Bethlehem P.A. 1971. P. 278.

65. Heath J.R., Zhang Q„ O'Brian S.C. et.al. The formation of long chain molecules during laser vaporization of graphite // J. Am. Chem. 1987. No 109. P. 359-363.

66. Kokai F., Koga Y., Heimann R.B. Magnetic field enhanced growth of carbon clusters in the laser ablation plume of graphite // Appl. Surf. Sci. 1995. No 96-98. P. 261-266.

67. Гусева М.Б. Стимуляция процессов на поверхности ионным облучением // Известия Ан СССР. Сер. Физ. 1986. Т.50. №3. С. 459 464.

68. Гусева М.Б., Савченко Н.Ф., Бабаев В.Г. Новые данные о структуре карбина // ДАН СССР 1985. Т.283. №6. С. 1336-1339.

69. Никулин Ю.Н., Мельниченко В.М., Кудрявцев Ю.П., Сладкое A.M. Синтез карбина из органических соединений в низкотемпературной плазме//ДАН 1981. Т. 256. № 5. С. 11621165.

70. Никулин Ю.Н., Мельниченко В.М., Кудрявцев Ю.П., Сладкое A.M. Плазмохимический синтез карбина//Известия АН СССР. Сер. хим. 1981. № 9. С. 1943-1948.

71. Ravagnan L., Siviero F., Lenardi С. et al. Cluster Beam Deposistion and in situ Characterization of Carbyne-rich Carbon Films // Phys. Rev. Lett. 2002. V. 89. No. 28. P.4 285506-1.

72. Whittaker A.G., Kintner P.Z. Carbon: analysis of spherules and splats formed from the liquid state and of the forms produced by quenching gas and solid // Carbon. 1985. V.23. No 3. P. 255* 262.

73. Whittaker A.G. The controversial carbon solid-liquid-vapour triple point //Nature. 1978. V. 276. P. 695-697.

74. Асиновский Э.И., Кириллин A.B. Нетрадиционные методы исследования термодинамических свойств веществ при высоких температурах. М.: "Янус - К", 1997.159 с.

75. Heimann R.B. Linear finite carbon chains (carbynes): their role during dynamic transformation of graphite to diamond, and their geometric and electronic structure // Diamondand related materials. 1994. No 3. P. 1151-1157:

76. Э.И. Асиновский, С.И. Асиновский, Т.Н. Бородина и др. Карбин на фазовой диаграмме углерода // Препринт ОИТВ РАН № 1-449. Москва.: 2000.

77. Kleiman J., Heimann R.B., Hawken D., Salanski N.M. Shock compression and flash heating of graphite/metal mixtures at temperatures up to 3200 К and pressures up to 25 Gpa // J. Appl. Phys. 1984. V.56. No 5. P. 1440 1454.

78. Yamada KL, Kunishige H., Sawaoka A.B. Formation process of carbyne produced by shock compression//Naturwiss. 1991. V.78. P. 450.

79. Yamada К., Burkhard G., Tanabe Т., Sawaoka A.B. An in-situ observation of carbyne particle under electron-beam irradiation // Carbon. 1996. V. 34. No 12. P. 1601- 1602.

80. Кудрявцев Ю.П.,Быстрова H.A., Жирова JI.В., и др. Образование алмаза из карбина // Известия АН СССР. Сер.хим. 1996. №1. С. 241-243.

81. Кудрявцев Ю.П.,Быстрова Н.А., Жирова JI.B. Влияние структуры карбина на получение алмаза // Известия АН СССР. Сер.хим. 1996. № 9. С. 2355-2357.

82. Komatsu Т., Nomura М., Kakudate Y. et al. Characterization of dehydrochlorinated poly(vinylidene chloride) and shock-compressed material // Macromol. Chem. Phys. 1995. No 196. P. 3031-3040.

83. Akagi K., Nishigushi M., Shirakawa H. et al. One-dimensional conjugated carbyne-synthesis and properties // Synth. Metals. 1987. No 17. P. 557-562.

84. Касаточкин В.И., Казаков M.E., Кудрявцев Ю.П. и др. Энтальпия цепного полимера углерода-карбина//ДАН. 1968. Т.183. № 1. С. 109-111.

85. Андреев С.Г., Бабкин А.В.,Баум Ф.А. и др. Физика взрыва. В 2 т. Т.2.- М.: Физматлит, 2002.-656 с.

86. Касаточкин В.И., Сладкое A.M., Кудрявцев Ю.П. и др. Кристаллические формы линейной модификации углерода // ДАН 1967. Т.177. № 2. С.358 360.

87. Касаточкин В.К.Бабчинитцер Т.М.,Кудрявцев Ю.П. и др. О длине цепи линейного полимера углерода карбина // ДАН 1969. Т. 184. № 2. С. 353 - 354.

88. Лыков В.А. Теория теплпроводности. М.: Высшая школа. 1967. 599 с.

89. Охотин А.С., Боровикова Р.П., Нечаева Т.В. и др. Теплопроводность твердых тел. Справочник. Под ред. Охотина А.С. М.: Энергоатомиздат, 1984. 320 с.

90. Lebedev В. V., Tsvetkova L. Ya., Zhogova К.В. Thermodynamics of allotropic modifications of carbon: Synthetic Diamond, graphite, fullerene C6oand carbyne I I Thermochimica Acta. 1997. V. 299. P. 127- 131.

91. Tuinstra F., KoeningJ.L. Raman spectrum of graphite //J. Chem. Phys. 1970. V.53. No 3. P.1126-1130.

92. Kvostov V. V., Guseva M.B., Babaev KG., Rylova O. Yu. Auger spectroscopy studies of the electronic structure of amorphous carbon films // Surface Science Lett. 1986. V. 169. No 1. P. L253 - L258.100.

93. Couturier S., De Resseguier Т., Hallouin M., Romain J.P, Bauer F. Shock profile induced by short laser pulses //J. Appl. Phys. 1996. V. 79. No. 12. P. 9338 9342 .

94. Salzman D., EliezerS., KrumbeinA.D., GitterL. Laser-driven shock-wave propagation in pure and layer targets // Phys. Rev. A. 1983. V.28. No. 3. P. 1738 1751.

95. Хищенко КВ. Широкодиапазонные уравнения состояния органических соединений при высоких плотностях энергии: Дис. канд. физ.-мат. наук. М.: ОИВТРАН, 1996. 146 с.

96. Гуськов С.Ю., Розанов В.Б., Румянцева М.А. Уравнения состояния металлов (Al, Fe, Си. РЬ), полиэтилена, углерода и нитрида бора в задачах динамического сжатия: Препр. ФИАН им. П.Н. Лебедева № 28. М.: 1996. 46 с.

97. Аверин А.Б., Сапожников А.Т. Уравнение состояния графита и алмаза // Химическая физика. 1997. Т. 16. №2. С. 70-78.

98. Morris С.Е., Fritz J.N., McQueen R.G. The equation of state of polytetrafluoroethylene to 80 GPa // J. Chem. Phys. 1984. V. 80. No 10. P. 5203 5218.

99. Жерноклетов M.B., Зубарев B.H., Трунин Р.Ф., Фортов В.Е. Экспериментальные данные по ударной сжимаемости и адиабатическому расширению конденсированных веществ при высоких плотностях энергии. Черноголовка, 1996. 385 с.

100. Физика взрыва/Под ред. Л.П. Орленко М.: Физматлит, 2002. 656 с.

101. Kroto H.W., Heath J.R., O'Brien S.C. et al. Сбо : Buckminsterfullerene I I Letters to nature. 1985. V. 318. P. 162- 163.

102. Ruoff R.S., RuoffA.L. Is C60 stiffer than diamond //Nature. 1991.V. 350. P. 663 664. Ruoff R.S., Ruoff A.L. The bulk modulus of Сбо molecules and crystals: A molecular mechanical approach // Appl.Phys. Lett. 1991. V. 59. P. 1553 - 1555.

103. Ионов С.П., Алиханян A.C., Спицына Н.Г., Яржемский В.Г. Энергия атомизации и равновесная геометрия фуллеренов Qo и С7о // ДАН . 1993. Т. 331. № 4. С. 449 451.

104. Sundqvist В. Fullerenes under high pressure // Advances in physics. 1999. V.48. No 1. P. 1134.

105. Blank V.D., Buga S.G., Dubitsky G.A. et al. High -pressure polymerized phases of Ceo// Carbon. 1998. V.36. No 4. P. 319 343.

106. Heiney P.A., Fischer J.E., McGhie A.R. et al. Orientational ordering transition in solid Сбо

107. Phys. Rev. Lett. 1991. V. 66. P. 2911 -2914.

108. David W.I., Iberson R.M., Dennis T.J.S. et al. Structural phase transition in the fullerite Сбо // Europhys. Lett. 1992. V. 18. No 3. P. 219 225.

109. Fisher J.E., Heiney P.A., McGhie A.R. et al. Compressibility of solid Ceo// Science. 1991. V. 252. P.1288-1290.

110. Samara G.A., Schirber J.E., Morosin B. et al. Pressure dependence of the orientational ordering in solid C60// Phys. Rev. Lett. 1991. V. 67. No 22. P. 3136 3139.

111. Samara G.A., Hansen L. V., AssinkR.A. et al. Effects of pressure and ambient species on theorientational ordering in solid C6o// Phys.Rev. B. V. 47. No. 8. P. 4756 4764.

112. Lundin A., Sundqvist B. Compressibility of Сбо between 150 and 335 К and up to 1 GPa // Europhys. Lett. 1994. V. 27. No. 6. P. 463 466.

113. Andersson O., Soldatov A., Sudqvist B. Reorientational relaxation in Сбо following a pressure induced change in the pentagon/hexagon equilibrium ratio // Phys. Lett. A. 1995. V. 206. P. 260-264.

114. Бражкин B.B., Ляпин А.Г. Превращения фуллерита Сбо при высоких давлениях и * температурах // УФН. 1996. Т. 166. № 8. С. 893-897.

115. Lundin A., Sundqvist B. Compressibility of Сбо in the temperature range 15-335 К up to pressure of 1 GPa // Phys. Rev. B. 1996. V. 53. No.l 1. P. 8329 -8336.

116. Schriber J.E., Kwei G.H., Jorgensen J.D. et.al. Room-temperature compressibility of Ceo: Intercalation effects with He, Ne and Ar// Phys. Rev. B. 1995. V. 51. No 17. P. R12014 -R12017.

117. Burgos E., Halac E., Bonadeo H. Intermolecular forces and phase transitions in solid C^H Phys. Rev. В. V. 49. No. 22. P. 15 544 15 549.

118. Duclos S.J., Brister K., Haddon R.C. et al. Effects of pressure and stress on Ceo fullerite to 20 GPa//Nature. 1991. V.351. P. 380 382.

119. Nunez-Regueiro M., Abello L., Lucazeau G. et al. Diamond from fullerenes: Evidence from Raman measurements // Phys.Rev. В. 1992. V. 46. No 15. P. 9903 9905.

120. Rao A.M., Zhou P., Wang K-A. et al. Photoinduced polimerization of solid C^o // Science. 1993. V. 259. P. 955-957.

121. Nunez-Regueiro M., MarquesL., Hodeau J-L. et al. Polimerized fullerite structures // Phys. Rev. Lett. 1993. V. 74. No. 2. P. 278 281.

122. Bashkin I. O., Rashchupkin V.I., Gurov A.F. et al. A new phase transition in the P-T diagram of C6o fullerite // J. Phys.: Condensed matter. 1994. V.6. P. 7491 -7498.

123. Башкин И.О., Расщупкин В.И., Кобелев Н.П. и др. Обратимый фазовый переход I рода с большим скачком объема в фуллерите Сбо под давлением // Письма в ЖЭТФ. 1994. Т. 59. вып. 4. С. 258-261.

124. Person P. -A., Edlund U., Jakobson P. et al. NMR and Raman characterization of pressure polymerized C60//Chem. Phys. Lett. 1996. V.258. P. 540 546.

125. Kozlov M.E., Fons P., Durand H.-A. et al. Evidence of crystalline diamond in thin films prepared by laser ablation of hard fullerene-based carbon // J. Appl. Phys. 1996. V.80. No 2. P. 1182- 1185.и

126. Kozlov M.E., Yase K, Minami N. et al. Observation of diamond crystallites in thin films prepared by laser ablation of hard fullerene-based carbon// J. Phys. D. Appl. Phys. 1996. V. 29. P. 929-933.

127. Blank V.D., Buga S.G., Serebryanaya N.R., et al. Ultrahard and superhard phases produced from СбоЬу heating at high pressure: structural and Raman studies //Phys. Lett. A. 1995. V. 205. P. 208-216.

128. Blank V.D., Buga S.G., SerebryanayaN.R. et al. Structures and physical properties of superhard and ultrahard 3D polymerized fullerites created from solid Ceo by high pressure high temperature treatment // Carbon. 1998. V.36. No 5 6. P. 665 - 670.

129. Prokhorov KM, Blank V.D., Dubitsky G.A. New diamond-fullerite composites: preparing and acoustic microscopy study // Synthetic metals. 2001. No. 121. P. 1335 1336.

130. Biljakovic K., Kozlov M., Staresinic D. et al. The amorphous nature of Сбо hard carbon manifested in its specific heat, sound velocity and heat conduction // J. Phys.: Condens. Matter. 2002. V. 14. P. 6403 6412.

131. Hodeau J.L., Tonnerre J.M., Bouchet-Fabre B. et al High pressure transformation of Ceo4

132. Кобелев Н.П., Николаев P.K., Сойфер Я.М. и др. Упругие модули монокристаллического Сб0// ФТТ. 1998. Т.40., №1. С. 173 -1 75.

133. Бланк В.Д., Левин В.М., Прохоров В.М. и др. Упругие свойства ультратвердых фуллеренов //ЖЭТФ. 1998. Т. 114. Вып. 4(10). С. 1365 1374.

134. Levin V.M., Blank V.D., Prokhorov V.M. et al. Elastic modules of solid Сбо : mesurement and relationship with nanostructure // Journal of physics and chemistry of solids. 2000. V. 61. P. 1017- 1024.

135. Природные алмазы России/ Под ред. Кваскова В.Б. М.: АО Полярон, 1997. 303 с.

136. Yoo C.S., Nellis W.J. Phase transformation in carbon fullerernes at high shock pressure//Science. 1991. V. 254. P. 1489 1491.

137. Yoo C.S., Nellis W.J.,Sattler M. L. et al. Diamondlike metastable carbon phases from shock-compressed C6ofilms// Appl. Phys. Lett. 1992. V.61. No 3. P. 273 275.

138. Sekine T. Diamond recovered from shocked fullerites // Proc. Japan Acad. 1992. ser. В. V. 68. P. 95 99.

139. Sekine Т., Maruyama Y., Nagata M. et al. Shock-induced phase transformation of fullerites /High pressure science and technology 1993. ed. by Schmidt S.C., Shaner J.W., Samara G.A., Ross M. N.Y.: American Institute of Physics. P. 655 - 658.

140. Епанчинцев О.Г., Дитятьев А.А. Стабильность фуллеренов при ударно-волновом и статическом нагружении // ФГВ. 1994. Т.ЗО. №2. С. 126 128.

141. Банных О.А., Епанчинцев О.Г., Зубченко А.С. и др. Ударно-волновой синтез из фуллеренов и исследования алмазоподобной аморфной фазы //ДАН. 1997. Т. 354. № 5. С. 628-631.

142. Epanchintsev O.G., ZubchenkoA.S., KornneyevA.E. et al. Highly-efficient shock-wave diamond synthesis from fullerenes // J. Phys. Chem. Solids. 1997. V. 58. No. 11. P. 1785 -1788.

143. Hirai H, Kondo К Amorphous diamond from Сбо fullerene // Appl. Phys. Lett. 1994. V.64. No. 14. P. 1797- 1799.

144. Hirai H, KondoK., Yoshizawa N. Shiraishi M. Transition process to diamond from Ceo fullerene // Chem. Phys. Lett. 1994. No. 226. P. 595 599.

145. Hirai H., KondoK. Changes in structure and electronic state from C6oto amorphous diamond // Phys. Rev. B. 1995. V. 51. No 21. P. 15 555 15 558.

146. Hirai H, KondoK, TabiraY. et al Radial distribution function of a new form of amorphous diamond shock induced from C6o fullerene // Phys. Rev. B. 1995. V. 52. No 9. P. 6162 6165.

147. Moret R., LaunoisP., Persson P. —A., Sundqvist B. First X-ray analysis of pressure polymerized C6o single crystals // Europhys. Lett. 1997. V. 40. No 1. P. 55 60.

148. Hirai H., KondoK, Kim M.,KonimaH. Transparent nanocrystalline diamond ceramics fabricated from Сбо fullerene by shock compression I I Appl. Phys. Lett. 1997. V. 71. No. 20. P. 3016-3018.

149. Homae Т., WakabayashiR., Nakamura KG., Kondo К Raman scattering and photoluminescence of amorphous diamond fabricated from Сбо fullerene by shock compression // J. of Materials Science Lett. 2001. V. 20. P. 1107 1108.

150. Homae Т., Nakamura KG., Kondo K, NiwaseK Transformation to highly ordered graphite from Сбо fullerene powder by shock-compression to 57 GPa studied by Raman spectroscopy // Solid State Communication. 2002. V. 122. P. 69-71.

151. NiwaseK, Homae Т., Nakamura KG., Kondo К. Generation of giant carbon hollow spheres from Ceo fullerene by shock-compression // Chem. Phys. Lett. 2002. V. 362. P. 47 50.

152. Осипъян Ю.А., Фортов B.E., Каган К.JI. и др. Электропроводность кристаллов фуллеренов Сбо при динамическом сжатии до 200 кбар // Письма в ЖЭТФ. 2002. Т. 75. вып. 11. С. 680-683.

153. Kratschmer W., Lamb D. L., Fostirpoulos К., Huffman D.R. Solid Сбо : a new form of carbon // Nature. 1990. V. 347. P. 354 358.

154. Балыпин M. Ю. / Порошковое металловедение. M., Металлургиздат, 1948.

155. Kobelev N.P., Soifer Ya. M., Bashkin I.O. et al. Internal friction and sound wave velocities in pure C60 fullerite // Phys. Stat. Sol. (b) 1995. V. 190. P. 157 162.

156. Канелъ Г.И, Разоренов С.В., Уткин А.В., Фортов В.Е. / Ударно-волновые явления в конденсированных средах. — М.: Янус-К, 1996. 407 с.

157. Альтшулер Л.В., Баканова А.А., Дудоладов и др. Ударные адиабаты металлов. Новые данные, статистический анализ и общие закономерности // ПМТФ. 1981. № 2. С. 3 34.

158. Калиткин Н.Н., Кузьмина Л.В. Ударно-волновые стандарты // Математическое моделирование. 1999. Том 11. № 1. С. 45-60.

159. Баканова А.А., Зубарев В.Н., Сутулое Ю.Н., Трунин Р.Ф. Теродинамические свойства воды при высоких давлениях и температурах // ЖЭТФ. 1975. Т. 68, вып. 3, С. 1099 1107.

160. Barker L.M., Hollenbanch R.E. Shock-Wave Studies of PMMA, Fused Silica and Sapphire 11 J. Appl. Phys. V. 41, No. 10. P. 4208 4226.

161. Уткин А.В., Капель Г.И., Фортов В.Е. Эмпирическая макрокинетика разложения флегматизированного гексогена в ударных и детонационных волнах / ФГВ. 1989. № 5. С. 115-122.