Модификация структурно-химических и технологических свойств алмазов при воздействии высоковольтных наносекундных импульсов

Abstract

В целях повышения эффективности обогащения алмазов мы изучали механизм воздействия наносекундных импульсов высокого напряжения (МЭМИ) на структурно-химические, механические и технологические свойства кристаллов алмаза и породообразующих минералов кимберлитов (оливина, серпентина и кальцита). Методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) и инфракрасной фурье-спектроскопии (ИКФС) установлено, что кратковременное электроимпульсное воздействие (tобр.~10–30 с) вызывало отслоение и частичное разрушение минеральных плёнок вторичных фаз на поверхности природных технических алмазов, что приводило к повышению гидрофобности и флотируемости кристаллов. При увеличении длительности обработки (tобр.~30–150 с) происходило гидроксилирование поверхности вследствие окисления поверхностного слоя алмазов, что вызывало гидрофилизацию кристаллов. В результате нетеплового воздействия МЭМИ наблюдалось снижение микротвердости породообразующих минералов кимберлитов в целом на 40-66% вследствие нарушения микроструктуры поверхности природных минералов-диэлектриков. В то же время электроимпульсная обработка природных алмазов вызывала образование микросдвиговых дефектов кристаллической решётки В2 (плейтелетс), повышенное содержание которых, по всей видимости, способствует повышению прочностных свойств кристаллов алмазов = The transformations mechanism of structural defects, functional and chemical composition, mechanical properties and the hydrophobicity of diamond surface under non-thermal high-voltage nanosecond pulse treatment was investigated using methods of FTIR spectroscopy, analytical electron microscopy, as well as methods of physical and chemical studies of structure and mineral surfaces properties. As a result of electric pulse processing of diamond crystals during 10-50 seconds the effect of degradation and peeling of secondary mineral phases films from diamond surface and increasing of B2 defects concentration and crystals hydrophobicity was established. With increasing of treatment time (dose) to 30-150 s starts an oxidation of the diamond surface by products of radiolytic decomposition of water and ambient air forming hydroxyl and / or carbonyl groups on crystals surface, causing the decrease of diamonds hydrophobic properties.