Title

ESTUDO DA EFETIVIDADE DA PRODUÇÃO DE DIAMANTES PELA ANÁLISE DOS REGISTROS DOS PARÂMETROS DA SÍNTESE

STUDY OF DIAMONDS PRODUCTION FOR ANALYSIS REGISTER SYNTHESIS PARAMETERS

Authorship

Vianna, William da Silva; Bobrovnitchii, Guerold S.; Skury, Ana Lúcia D.

Vianna, William da Silva

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Bobrovnitchii, Guerold S.

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Skury, Ana Lúcia D.

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DOI

10.5151/2594-5327-0075

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Abstract

O processo de síntese de diamantes é realizado em condições de altas pressões (P) entre 4,5 e 8,0 GPa e altas temperaturas (T) entre 1150 e 2000 oC. Para execução do processo são empregados dispositivos de alta pressão (DAP), meio comprimível sólido e prensa hidráulica especial. Os parâmetros P-T sofrem influência da variação da composição química do grafite e base catalisadora, densidade e qualidade da montagem dos componentes, logo a síntese torna-se um processo não estável. Além disso, as severas condições do processo alteram as dimensões e configuração da câmara de compressão do DAP. Essas influências e variações são responsáveis pela efetividade da produção de diamantes. Para manter a produtividade estável, em alguns casos, é necessário corrigir os parâmetros durante o processo. Para esse fim, a prensa hidráulica de força 2500 toneladas, modelo D0044 instalada na UENF, foi modernizada permitindo o registro dos parâmetros diretos e indiretos do processo. Com base nos registros, posterior análise possibilitou determinar quais parâmetros indiretos estão influenciando sobre a estabilidade dos parâmetros P-T do processo e sua efetividade. A maior influência esta ligada com irregularidades nas dimensões da cápsula deformável (meio sólido), densidade das tampas isolantes, dimensões e densidade da mistura reativa, e condições de contato entre o disco aquecedor de grafite e bigorna do DAP. Considerando o comportamento dos parâmetros diretos, a análise da maioria dos parâmetros indiretos, possibilitou aumentar a produtividade do pó de diamante em até 70% usando sistema Ni-Mn-C. Além disso, foram destacados alguns parâmetros, entre eles a medição direta do curso de aproximação das partes do DAP, que possibilitou elaborar método para determinar a efetividade do processo.

The diamond synthesis process employ high pressure (P) technique between 4,5 up to 8,0 GPa and high temperature (T) between 1150 up to 2000 oC. This technique use high-pressure apparatus (HPA), compress solid and special hydraulic press. The syntheses process its non-stable, because variation of properties catalytic base and graphite, density and quality assembly components changes P-T parameters. Besides, the severe process conditions change dimensions and configuration of the compression chamber in HPA. Those variations are responsible for effectiveness diamond production. The stable production, in some cases, it is necessary to correct the parameters during the process. For that end, special power hydraulic press 2500 Ton, model D0044 installed at UENF, it was modernized allowing registration direct and indirect process parameters. The data registrations, allowing analysis for determinate which indirect parameters are influencing about stability P-T parameters process and its effectiveness. The largest influence this linked with irregularities at dimensions container, density at insulating covers, dimensions and density at reactivates mixture, and conditions contact between graphite heating disk and anvil. The analysis of the indirect parameters considering behavior at the direct parameters through programmable command was possible increase diamond productivity up to 70% in system Ni-Mn-C. Besides, they were outstanding some parameters, among them distance between parts HPA, that was possible to elaborate method for determination process effectiveness.

Keywords

Produção; Diamantes sintéticos; Alta pressão; Dispositivo de alta pressão.

Production; Synthetic diamonds; High pressure; High pressure device.