Preliminary results of experimental modeling of impact process on coal substance by short-pulse laser radiation are presented. During the experiments extremely high temperatures and pressures have been reached. Based on the analysis of transformation products of a target substance, coal melting has been established followed by its cooling with subsequent solidification and glass-like carbon formation. The experimental synthesis products can be a subject of interest as novel carbon materials formed at ultrahigh pressures and temperatures, such as high-pressure carbon polymers and hollow fullerene-like structures. The results of experimental modeling can be used for comparison with products of natural origin in order to explain the mechanisms of formation of natural high-pressure carbon substances from a non-graphite precursor.
Vasily. V. Ulyashev – Dr, scientist, Institute of Geology of Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Syktyvkar, Russia
Tatyana G. Shumilova – Dr (Habil), main scientist, Institute of Geology of Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Syktyvkar, Russia
Sergey I. Isaenko – Dr, senior scientist, Institute of Geology of Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Syktyvkar, Russia
1. Башарин А. Ю., Дождиков В. С., Дубинчук В. Т. и др. Фазы быстрой закалки жидкого углерода // Письма в ЖТФ. 2009. Т. 35, № 9. С. 84 – 92.
2. Башарин А. Ю., Дождиков В. С., Кириллин А. В. и др. Фазовая диаграмма углерода с областью метастабильных состояний жидкий углерод–алмаз // Письма в ЖТФ. 2010. Т. 36, № 12. С. 39 – 47.
3. Савватимский А. И., Онуфриев С. В., Аристова Н. М. Исследование физических свойств тугоплавких карбидов металлов IV и V групп периодической таблицы Менделеева при быстром нагреве импульсом электрического тока // Успехи физических наук. 2022. Т. 192, № 6. С. 642 – 662.
4. Онуфриев С. В., Савватимский А. И. Электросопротивление жидкого углерода (до 9000 К) и жидкого гадолиния (до 6000 К) при повышенном давлении и высоких температурах. Теплофизика высоких температур. 2023. T. 61, № 5. С. 685 – 692.
5. Титов В. М., Анисичкин В. Ф., Мальков И. Ю. Исследование процесса синтеза ультрадисперсного алмаза в детонационных волнах // Физика горения и взрыва. 1989. Т. 25, № 3. С. 117 – 126.
6. Алексенский А. Е., Байдакова М. В., Вуль А. Я. и др. Фазовый переход алмаз–графит в кластерах ультрадисперсного алмаза // Физика твердого тела. 1997. Т. 39, № 6. С. 1125 – 1134.
7. Корочанцев А. В. Ударное преобразование битумов: приложение к органическому веществу метеоритов и импактитов: автореф. дис. … канд. геол.-мин. наук. М.: Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского, 2004. 30 с.
8. . Stoffler D., Langenhorst F. Shock metamorphism in nature and experiment: basic observations and theory // Meteoritics. 1994. V. 29. P. 155 – 181.
9. Poelchau M., Kenkmann T., Thoma K., et al. The MEMIN research unit: scaling impact cratering experiments in porous sandstones // Meteoritics & Planetary Science. 2013. V. 48, No. 1. P. 8 – 22.
10. Langenhorst F. Shock metamorphism of some minerals: Basic introduction and microstructural observations // Bulletin of the Czech geological survey. 2002. V. 77(4). P. 265 – 282.
11. Langenhorst F., Deutsch A. Shock metamorphism of minerals // Elements. 2012. V. 8. P. 31 – 36.
12. Бурдонский И. Н., Гольцов А. Ю., Леонов А. Г. и др. Генерация ударных волн при взаимодействии мощного лазерного излучения с поликристаллическими мишенями // ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез. 2013. № 36(2). С. 8 – 18.
13. Pittarello L., Goderis S., Soens B., et al. Meteoroid atmospheric entry investigated with plasma flow experiments: Petrography and geochemistry of the recovered material // Icarus. 2019. V. 331. P. 170 – 178.
14. Сорокин Е. М., Яковлев О. И., Слюта Е. Н. и др. Экспериментальное моделирование микрометеоритного удара на луне // Геохимия. 2020. T. 65, № 2. С. 107 – 122.
15. Уляшев В. В., Шумилова Т. Г., Кульницкий Б. А. и др. Экспериментальное моделирование фазовых преобразований в слабоупорядоченном углеродном веществе при импактном воздействии // Минералогия. 2020. № 6(3). С. 89 – 103.
16. Григорьянц А. Г., Сафонов А. Н. Лазерная техника и технология. В 7 кн. Кн. 3. Методы поверхностной лазерной обработки: учеб. пособие для вузов. М.: Изд-во Высшая школа, 1987. 191 с.
17. Gerasimov M. V., Ivanov B. A., O. I. Yakovlev, Yu. P. Dikov. Physics and chemistry of impacts // Laboratory Astrophysics and Space Research. 1999. V. 236. P. 279 – 330.
18. Sadezky A., Muckenhuber H., Grothe H., et al. Raman microspectroscopy of soot and related carbonaceous materials: Spectral analysis and structural information // Carbon. 2005. V. 43. P. 1731 – 1742.
19. Tuinstra F., Koenig J. L. Raman spectrum of graphite // Journal of Chemical Physics. 1970. V. 53. P. 1126 – 1130.
20. Ferrari A. C. Raman spectroscopy of graphene and graphite: Disorder, electron–phonon coupling, doping and nonadiabatic effects // Solid State Communications. 2007. V. 143. P. 47 – 57.
21. Kohn W. Image of the Fermi surface in the vibration spectrum of a metal // Physical review letters. 1959. V. 2(9). P. 393–394.
22. Езерский В. А. Ударно-метаморфизованное углистое вещество в импактитах // Метеоритика. 1982. № 41. С. 134 – 140.
23. Езерский В. А. Гипербарические полиморфы, возникшие при ударном преобразовании углей // Записки Всесоюзного минералогического общества. 1986. № 4(115). С. 26 – 33.
24. Shumilova T. G., Isaenko S. I., Ulyashev V. V., et al. Aftercoal diamonds: enigmatic type of impact diamonds // European Journal of Mineralogy. 2018. V. 30. P. 61 – 76.
25. Shumilova T. G., Ulyashev V. V., Kazakov V. A., et al. Karite – diamond fossil: a new type of natural diamond // Geoscience Frontiers. 2020. V. 11, Is. 4. P. 1163 – 1174.
26. Уляшев В. В., Велигжанин А. А., Шумилова Т. Г. и др. Исследование импактного углеродного вещества Карской астроблемы методом малоуглового рассеяния синхротронного излучения // Минералогия. 2018. № 4(4). С. 41 – 48.
The article can be purchased
electronic!
PDF format
700 руб
DOI: 10.14489/glc.2024.05.pp.047-053
Article type:
Research Article
Make a request
