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【人造金剛石百科】人造金剛石的用途有哪些 人造金剛石知識大全

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導語

金剛石俗稱“金剛鉆”,也就是我們常說的鉆石,它是一種由純碳組成的礦物,也是自然界中最堅硬的物質(zhì)。自18世紀證實了金剛石是由純碳組成的以后,人們就開始了對人造金剛石的研究,只是在20世紀50年代通過高壓研究和高壓實驗技術(shù)的進展,才獲得真正的成功和迅速的發(fā)展,人造金剛石亦被廣泛應用于各種工業(yè),工藝行業(yè)。本期專題就由小編給大家介紹一下人造金剛石以及 金剛石工具的有關知識吧。

目錄
人造金剛石的用途
人造金剛石的原理
人造金剛石硬度
人造金剛石工具分類
人造金剛石工具的應用
天然金剛石和人造金剛石的區(qū)別
如何辨別人造鉆石和天然鉆石
人造金剛石品牌
金剛石

1、制造樹脂結(jié)合劑磨具或研磨用等。

2、制造金屬結(jié)合劑磨具、陶瓷結(jié)合劑磨具或研磨用等。

3、制造一般地層地質(zhì)鉆探鉆頭、半導體及非金屬材料切割加工工具等。

4、制造硬地層地質(zhì)鉆頭、修正工具及非金屬硬脆性材料加工工具等。

5、樹脂、陶瓷結(jié)合劑磨具或研磨等。

6、金屬結(jié)合劑磨具、電鍍制品。鉆探工具或研磨等。

7、劇切、鉆探及修正工具等?!?a href="http://m.wzkp.org.cn/zhishi/138812.html" target="_blank">詳細>>】

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人造金剛石的原理

接法

人造金剛石或利用瞬時靜態(tài)超高壓高溫技術(shù),或動態(tài)超高壓高溫技術(shù),或兩者的混合技術(shù),使石墨等碳質(zhì)原料從固態(tài)或熔融態(tài)直接轉(zhuǎn)變成金剛石,這種方法得到的金剛石是微米尺寸的多晶粉末。

熔媒法

人造金剛石用靜態(tài)超高壓(50~100kb,即5~10GPa) 和高溫(1100~3000°C)技術(shù)通過石墨等碳質(zhì)原料和某些金屬(合金)反應生成金剛石,其典型晶態(tài)為立方體(六面體)、八面體和六-八面體以及它們的過渡形態(tài)。在工業(yè)上顯出重要應用價值的主要是靜壓熔媒法。采用這種方法得到的磨料級人造金剛石的產(chǎn)量已超過天然金剛石,有待進一步解決的問題是增大粗粒比,提高轉(zhuǎn)化率和改善晶體質(zhì)量。目前正在實驗室中用靜壓熔媒法研究優(yōu)質(zhì)大顆粒單晶金剛石的形成。加晶種外延生長法曾得到重1克拉左右的大單晶;用一般試驗技術(shù)略加改進后,曾得到2~4毫米左右的晶體。采用這種方法還生長和燒結(jié)出大顆粒多晶金剛石,后者在工業(yè)上已獲得一定的應用,其關鍵問題在于進一步提高這種多晶金剛石的抗壓強度、抗沖擊強度、耐磨性和耐熱性等綜合性能。

外延法

人造金剛石是利用熱解和電解某些含碳物質(zhì)時析出的碳源在金剛石晶種或某些起基底作用的物質(zhì)上進行外延生長而成的。

武茲反應法

讓四氯化碳和鈉在700℃反應,生成金剛石。但是同時會生成大量的石墨。

形成機制

主要有下述幾種學說:溶劑學說認為所用金屬(合金)起著碳的溶劑作用;催化學說則認為是一種催化劑;固相轉(zhuǎn)變學說則強調(diào)石墨晶體無需斷鍵解體,經(jīng)過簡單形變就形成金剛石晶體。但這三種典型學說所提出模型往往同一些主要實驗現(xiàn)象和規(guī)律相矛盾。因此,出現(xiàn)了溶劑-催化劑、催化劑-溶劑、熔(溶)劑-觸媒(簡稱為熔媒)等學說進一步探討所用金屬(合金)的作用。總的說來,人造金剛石的形成機制尚是一個仍在探討中的復雜問題。

相關熱力學

在三校合編的《無機化學》(第四版第236頁第9行左數(shù)第16個字開始,明確提到 :

據(jù)查,在高壓下石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是放熱的!溫度低反而有利于轉(zhuǎn)化。

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人造金剛石硬度

摩氏硬度10,新摩氏硬度15,顯微硬度10000kg/mm2,顯微硬度比石英高1000倍,比剛玉高150倍。金剛石硬度具有方向性,八面體晶面硬度大于菱形十二面體晶面硬度,菱形十二面體晶面硬度大于六面體晶面硬度。

依照摩氏硬度標準(Mohs hardness scale)共分10級,鉆石(金剛石)為最高級第10級;如小刀其硬度約為5.5、銅幣約為3.5至4、指甲約為2至3、玻璃硬度為6。

一、按切割材料分:

1、建筑結(jié)構(gòu)類切割:分為切割混凝土用、切割瀝青用、切割磚用。2、切割石材用:分為切割花崗巖、大理石、砂巖、板巖。3、切割裝飾材料瓷磚用:切割瓷磚用、切割玻璃用。

二、按制造工藝分:

1、焊接:激光焊產(chǎn)品、高頻焊接產(chǎn)品。2、燒結(jié):冷壓、熱壓。


三、按使用機器分:云石機、角磨機;馬路鋸、馬路切割機用;臺鋸用;石材鋸用;手持鋸用;墻鋸用;大功率的平面鋸用。【詳細>>

1、開眼時應慢速轉(zhuǎn)動,待孔深度到達10-15mm以后,再逐漸轉(zhuǎn)入全運轉(zhuǎn)。鑿巖過程,要按孔位設計使釬桿直線前進,并位于孔心。

2、鑿巖時應合理試駕軸推力。軸推力過小,機器產(chǎn)生回跳,振動增大,鑿巖效率降低;軸推力過大大,釬子頂緊眼底,使機器超負荷下運轉(zhuǎn),易過早磨損零件,使鑿巖速度減慢。

3、鑿巖機卡釬時,應減軸推力,即可逐步趨于正常。若無效,應立即停機。先使用扳手慢慢轉(zhuǎn)動釬桿,再開氣壓使釬子慢慢轉(zhuǎn)動,禁止用敲打釬桿辦法處理。

4、經(jīng)常觀察排粉情況。排粉正常時,泥漿順孔口徐徐流出;反之,要強力吹孔。若仍無效,應檢查釬子水孔釬尾狀態(tài),再檢查水針情況,更換損壞零件。

5、要注意觀察注油儲量出油情況,調(diào)節(jié)好注油量。無油作業(yè)時,容易使零件過早磨損。當潤滑油過多時,會造成工作面污染。

6、操作時應注意機器聲響,觀察其運轉(zhuǎn)情況,發(fā)現(xiàn)問題,及時處理。

7、注意釬子工作狀態(tài),出現(xiàn)異常及時更換。

8、操作向上式鑿巖機時應注意氣腿給氣量,防止鑿巖機上下擺動造成事故。氣腿支撐點要可靠。手握機器時不能過緊更不能騎氣腿上以防止傷人損機。

9、要注意巖石情況,避免沿層理、節(jié)理裂隙穿孔,禁止打殘眼,隨時觀察有無冒頂、片幫危險。

10、要有效使用開孔功能。鉆孔過程,有一個重要環(huán)節(jié)開孔,開孔用降低了沖擊壓力固定推進壓力來完成。推進壓力應當盡可能小些,以便于傾斜度非常大巖面上開孔,同時也可避免鉆桿產(chǎn)生彎曲。【詳細>>

(1)溶劑不同,天然金剛石是從硅酸鹽溶液中生長的,在其中碳的溶解度非常低,而人造金剛石是從金屬熔體中生長出來的,其中碳的溶解度比硅酸鹽高得多。正如:α=ε(1-X2s)-(lnXs+c)方程所表示的那樣,“溶解度越高,α值越小”,這樣固液界面就粗糙,所以對于人造金剛石,小面的生長比預期得要少。

上式中α——Jackson因子

ε——取因子

Xs——溶液中溶質(zhì)的密度

C——常數(shù)取1—2.5

(2)天然金剛石的生長溫度(估計1000—1300°C)比人造金剛石(1400°C以上)低,生長溫度越低,α值越小。因此,對于人造金剛石能預料有一個粗糙界面。

(3)人造金剛石成長時的過飽和度大于天然金剛石,因而無論如何都可以預測人造金剛石的表面是較粗糙的,然而實際所觀察到的人造金剛石卻顯示出一個較光滑的界面。

天然金剛石與人造金剛石之間的形態(tài)差異,以及理論預見的晶體形態(tài)與實際觀察之間的差異是由生長單元大小不同所造成的?!?a href="http://m.wzkp.org.cn/zhishi/161687.html" target="_blank">詳細>>】

天然金剛石和人造金剛石形態(tài)的區(qū)別可概括如下:

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如何辨別人造鉆石和天然鉆石

小編總結(jié)了六招區(qū)分天然鉆石與人工鉆石(蘇聯(lián)鉆石、摩星石),希望對大家有幫助。

第一招:硬度區(qū)分。天然鉆石的莫氏硬度為10,蘇聯(lián)鉆石莫氏硬度為8.5,而摩星石莫氏硬度為9.25。

第二招:化學成份。天然鉆石的化學成份是碳,蘇聯(lián)鉆石化學成份是二氧化碳,而摩星石化學成份是碳化硅。

第三招:熱探針反應。天然鉆石會發(fā)出嘩嘩的響聲,蘇聯(lián)鉆石不會發(fā)出嘩嘩的聲音,而摩星石會發(fā)出嘩嘩的響聲,很容易以假亂真。

第四招:導電性。天然鉆石與蘇聯(lián)鉆石不會導電,而摩星石偶而會反應。

第五招:光學特性。天然鉆石為單折射率,蘇聯(lián)鉆石為單折射率,而摩星石為雙折射率。

第六招:10倍放大鏡觀察。天然鉆石不僅拋光亮滑,而且棱線銳利;蘇聯(lián)鉆石拋光很差,棱線常有挫鈍;而摩星石不僅棱線不銳利,而且有重量。

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