金剛石

什麼是金剛石﹖
什麼是人造金剛石﹖
人造金剛石的合成方法主要有哪幾和﹖
幾種主要合成方法的特性比較﹖
我公司提供的人造金剛石是通過什麼方法合成﹖
什麼是合成金剛石單晶﹖
合成金剛石單晶的原子結構﹖
金剛石磨粒的大小如何測量﹖
我公司能提供哪些品級種類的金剛石單晶以及各品級金剛石的特性是什麼﹖
什麼是金剛石聚晶 ( PCD)﹖
PCD 的主要應用是什麼﹖
為什麼一些超硬砂粒需要鍍覆


什麼是金剛石﹖


  金剛石是由具有特殊晶形結構的碳原群組成的天然或人造礦物質。金剛石是現在所知道的最硬的物質。它作為磨料被廣泛應用於工業中高產量的工具。工業金剛石包括用作磨具整休工具的人造金剛石。
  金剛石具備超常的物理特性﹐例如﹕密度大﹐強度高﹐韌性大﹐硬度強﹐耐磨係數大。

什麼是人造金剛石﹖
  人造金剛石是模擬天然金剛石產生的原理通過技術人工合成而成的。金剛石的合成需要一個高溫高壓的過程﹐這個過程能將軟性的石墨碳原子轉換成非常硬的晶形碳原子-金剛石﹐也可以用爆炸法產生短暫的持續高壓和高溫衝擊波對石墨碳原子進行轉化。金剛石超凡的物理特性在不同的工業領堻Q應用。金剛石主要的機械應用是鋸、磨、切、研磨、拋光和修整。

人造金剛石的合成方法主要有哪幾種﹖
  人造金剛石取得成功的有許多種﹐但最具有代表性的有﹕
  高溫高壓合成法和亞穩態生長法﹐高溫高壓合成法又可以分成靜壓觸媒法、靜壓直接轉變法和爆炸法﹐亞穩態生長法可分成低壓下的薄膜生長法和常壓高溫合成法。
  靜壓觸媒法是國內外工業生產上應用最為廣泛的方法﹐人造金剛石的大約99%都是用這種方法生產的。


幾種合成方法特性的不同比較﹖
  靜壓觸媒法是指在金剛石熱力學穩定的條件下﹐在恆定的超高壓高溫和觸媒 參與下合成金剛石的方法。以石墨為原料﹐以過渡金屬或合金作觸媒﹐用液壓機(可以是六面頂壓機和兩面頂壓機)產生恆定高壓﹐以直流或交流電通過石墨產生持續高溫﹐使石墨轉化成金剛石。靜壓觸媒法的高溫高壓相對容易實現和控制﹐能實現產量大﹐並且能較好的控制品質﹐所以國內外大都先用這種合成方法。
  靜壓直接轉變法不需要觸媒參與﹐但需要更高的壓力和溫度條件﹐對壓機的要求也更高﹐所以不能用於工業生產。
  動壓法是用炸藥產生高溫高壓﹐產品一般為5-20um的細小多晶體。結晶缺陷嚴重﹐脆弱﹐一般只作為研磨膏或製造聚晶的原料。爆炸法不需要貴重設備﹐單次產量高﹐但溫度壓力不好控制﹐並且產品的提純手續繁多。
  亞穩態生長法是在金剛石亞穩定的壓力溫度條件下的生長法。這種方法往往是在常 壓或負壓下進行。這種方法設備費用低﹐但生長很慢﹐這種方法在近年來得到較快的發展。


我公司提供的人造金剛石是通過什麼方法合成﹖
  我公司提供的人造金剛石都是通過靜壓觸媒法合成﹐壓機有採用兩面頂壓機﹐也有六面頂壓機。合成原料有片狀石墨和粉狀石墨。我公司提供的RSD系列產品兩面頂合成的高品質金剛石顆粒﹐雜質含量低﹐晶形多為完整的六、八面體﹐具有高強度和執穩定性﹐適合在高溫下加工。RBD系列是用六面頂合成的高品質金剛石﹐適合在低溫下加工。RMD系列是通過六面頂合成的中等品質的金剛石﹐晶體多為較完整的六-八面體﹐靜壓強度高、韌性較高﹐主要用於磨削加工。

什麼是合成金剛石單晶﹖


  單晶合成鑽石是一種用於工業的合成產品.它在嚴格控制的成晶條件下,經高溫高壓(HPHT)處理後製成.物理特性的可重複性及及其空間一致性是單晶合成鑽石的顯著特點。我公司能提供各種不同系列的合成金剛石單晶如RSD、RBD、RMD系列。

合成金剛石單晶的原子結構﹖


  合成單晶金剛石的物理結構與天然單晶金剛石的物理結構完全相同。其單位晶格描述的基本金剛石原子結構可以用面對中心的立方體(如下圖所示)來表示﹐碳原子位於每一面的中央﹐四個其他原子成對地彼此相對地對角地排列﹐上平面與下平面形成直角。與石墨不同的是﹐單個平面不是平的而是有皺紋的。在金剛石中﹐每一個碳原子都通過共價鍵連接到四個其他碳原子。在最簡單的情況下﹐這四個原子構成了完美的四面體。由於原子之間的共價鍵﹐沒有自由電子﹐因此合成金剛石通常不導電。對於合成金剛石﹐一個或多個碳原子可能被氮原子取代(或替代)﹐從而使金剛石呈現黃色。

金剛石磨粒的大小如何測量﹖
  傳統上鑽石磨料是以美國(US)目徑尺寸售賣的。這些目徑尺寸是以篩分鑽石顆粒的篩子的尺寸來定義的。篩子的尺寸逐漸變化﹐並以每個篩子中每英吋的行數來定義。如﹕每英吋50行或每英吋20行。鑽石便以疊加的目尺寸出售.工業尺寸敘述已經確定並由ANSI和FEPA兩個群組織管理。這些敘述完全可以互換。ANSI規定是美國的目徑尺寸而FEPA是DIN尺寸。下面列出了可見的以美國目徑為尺寸的鑽石。20/30﹐25/35﹐30/40﹐35/45﹐40/50﹐45/60 & 50/70。這意味著在一個 40/50 的美國篩分金剛石中﹐大多數材料的粒度在 40 目和 50 目篩分之間。國際標準允許小量的篩上料和篩底料﹐但它們的量不能超過 2-4%。

我公司能提供哪些品級種類的金剛石單晶以及各品級金剛石的特性﹖
  我公司能根據用戶的需求提供各種品級標準的金剛石單晶原料﹐各系列分別是 RSD﹐RBD﹐RMD 和RRB。RSD是高品級金剛石系列﹐具有完美的晶形﹐具有高強度和熱穩定性﹐適用於鋸切、鑽頭、碾 磨工具。RBD是高品級的中等範圍的金剛石﹐晶形和強度分布寬﹐適用於一般的的切、鑽以及粗糙大理石的切割。RMD屬於中等品級的金剛石﹐晶體較完整﹐適用天非金屬材料的切割、鑽孔和磨削。

什麼是金剛石聚晶 ( PCD)﹖


  PCD是泛指由許多細晶粒(0.1-100)金剛石在高溫高壓下聚結而成的一類超硬材料產品﹐聚晶由眾多細晶粒構成﹐就整體而言﹐不存在單晶金剛石所因有的特征解理面。優質金剛石聚晶除了不透明這一點外﹐其他的性能可以與大顆粒單晶金剛石所因有的特征相媲美。目前金剛石產品主要是燒結型﹐因此金剛石晶又稱為燒結體。

PCD 的主要應用是什麼﹖
    A· 切削工具
    B· 拉絲模
    C· 修整工具
    D· 石油地質鑽頭
    E· 麻花鑽頭
    F· 要材加工工具
    G· 耐磨器件
為什麼有些超硬砂粒需要鍍金屬﹖
  有兩種鍍層:
  1. 由厚的鎳或銅層構成的金屬包層.它可達到60%的總粒子重量.這些包層粒子常用於樹脂連接的工具,如打磨輪.包層的作用是提高連接處的磨損阻力,並輔助說明散發在打磨時產生的熱量.因此提高了工具的性能
  2. 由金屬,如鈦構成的金屬鍍層.當用於高溫製造的連接時,如一些金屬和陶土連接系統,這些鍍層可以提高粒子的牢固性並在工具/切片製造中保護鑽。