Алмазная керамика⁠⁠

На заре человечества, в каменном веке, появились изделия из глины: керамическая посуда, статуэтки, украшения. Само слово «керамика» переводится с греческого как «глиняный», «гончарный». В наше время керамикой называют изделия, полученные не только из различных глин, но и из других материалов, например, из окислов или из карбидов. Объединяющим признаком керамических материалов остается лишь то, что все они создаются методом спекания. Алмазной керамикой называют поликристаллический материал, получаемый при спекании алмазных порошков.

Алмазная керамика имеет высокую теплопроводность и одновременно малую электропроводность, то есть сохраняет высокое электрическое сопротивление (обычно материалы с высокой теплопроводностью являются прекрасными проводниками электрического тока). Были исследованы образцы алмазной керамики, полученные спеканием порошков .природных и искусственных алмазов. Исходный алмазный порошок до спекания имеет большую пористость и низкую теплопроводность. После спекания порошка, когда образуется алмазная керамика, пористость образцов уменьшается в 7 раз, а теплопроводность увеличивается более чем в 100 раз. Теплофизические свойства алмазной керамики исследовались по методу запаздывания тепловой волны. В специальной ячейке один конец образца нагревали импульсами инфракрасного лазера, а на другом конце измеряли, с какой скоростью происходит повышение температуры образца. Эксперимент показал, что теплопроводность алмазной керамики находится на уровне хороших проводников, таких, как латунь.

По-видимому, на поверхности керамических частиц существует слой, в котором углерод находится в энергетически неустойчивом,, метастабильном состоянии. Если образцы алмазной керамики прогревать в атмосфере водорода при высокой температуре, то они приобретают свойства хорошего проводника электрического тока. Этот процесс, как предполагается, как раз и связан с тем, что углерод из метастабильного состояния переходит в устойчивое состояние, в местах контакта зерен он приобретает свойства графита. Чтобы алмазная керамика при высокой теплопроводности осталась изолятором, нужно ее подвергнуть отжигу на воздухе. В этом случае углерод на поверхности зерен переходит в другое устойчивое состояние — в состояние окисла.

Источник - Д. ФЕДОСЕЕВ, Г. СОКОЛИНА, Т. КАРПУХИНА, В. ЧУВАЕВ, Б. ДЕРЯГИН, С. ВНУКОВ. "Фазовые превращения и свойства алмазной керамики".