Как используется алмаз

Алмазная инструкция

Алмаз, минерал, состоящий из углеродных элементов, имеет химическую формулу C. Алмаз — самое твердое вещество, встречающееся в природе. Абсолютная твердость алмаза в 4 раза выше, чем у корунда и в 8 раз, чем у кварца. Подробная абсолютная твердость выглядит следующим образом:

Бриллиант: 10000-2500

Корунд: 2500-2100

Кварц: 1550-1200.

Электронная структура и кристаллическая структура алмазной структуры:

Электронная структура: Согласно гибридной теории, когда атом C реагирует, он возбуждает 2s-электрон на орбиталь 2pz. Одна s-орбиталь и три p-орбитали смешиваются, образуя четыре новые орбитали — эквивалентные гибридные орбитали sp3. Каждая гибридная орбиталь sp3 имеет 1/4 s-компонента и 3/4 p-компонента, и все формы одинаковы. Все углы между осями симметрии четырех дорожек составляют 109,28.

Требования к синтетическим алмазам для реакционных сосудов:

(1) Хорошие характеристики передачи давления;

(2) Хорошие характеристики уплотнения;

(3) Хорошие изоляционные характеристики;

(4) Хорошая теплоизоляция;

(5) Хорошая термическая стабильность;

(6) Хорошая химическая стабильность;

(7) Хорошая производительность обработки.

Виды алмазного инструмента

① Инструмент из природного алмаза. Природный алмаз использовался в качестве режущего инструмента на протяжении сотен лет. Инструмент из натурального монокристаллического алмаза тонко отшлифован, режущая кромка может быть заточена, а радиус режущей кромки может достигать 0,002 мкм, что позволяет осуществлять сверхтонкую резку. Это признанный, идеальный и незаменимый сверхточный обрабатывающий инструмент, обеспечивающий чрезвычайно высокую точность обработки заготовок и чрезвычайно низкую шероховатость поверхности.

② Алмазные инструменты PCD: природные алмазы дороги, а при огранке и обработке широко используются поликристаллические алмазы (PCD). С начала 1970-х годов были разработаны поликристаллические алмазы (сокращенно PCD), полученные с помощью технологии синтеза при высокой температуре и высоком давлении. После этого успеха инструменты из натуральных алмазов во многих случаях заменялись синтетическими поликристаллическими алмазами. PCD имеет богатый источник сырья, а его цена составляет всего от одной десятой до одной десятой цены природного алмаза.

③ Алмазные инструменты CVD: с конца 1970-х по начало 1980-х годов в Японии появилась алмазная технология CVD. CVD-алмаз относится к использованию химического осаждения из паровой фазы (CVD) для синтеза алмазной пленки на гетерогенной матрице (такой как твердый сплав, керамика и т. д.). CVD-алмаз имеет точно такую ​​же структуру и характеристики, что и природный алмаз.

По сравнению с природным алмазом, характеристики CVD-алмаза очень близки. Он обладает преимуществами природного монокристаллического алмаза и поликристаллического алмаза (PCD) и в определенной степени преодолевает их недостатки.

Применение алмазного инструмента

Алмазные инструменты в основном используются для чистовой резки и растачивания цветных металлов и неметаллических материалов на высоких скоростях. Подходит для обработки различных износостойких неметаллов, таких как заготовки порошковой металлургии из армированного стекловолокном пластика, керамические материалы и т. д.; различные износостойкие цветные металлы, например различные кремний-алюминиевые сплавы; отделка различных цветных металлов.

Недостатком алмазного инструмента является плохая термическая стабильность. Когда температура резки превышает 700℃～800℃, он полностью теряет свою твердость; кроме того, он не пригоден для резки черных металлов, поскольку алмаз (углерод) легко взаимодействует с железом при высоких температурах. Атомное воздействие преобразует атомы углерода в графитовую структуру, и инструмент легко повредить.