Wie wird Diamant verwendet?

Diamant-Anweisung

Diamant, ein Mineral aus Kohlenstoffelementen, hat die chemische Formel C. Diamant ist die härteste Substanz, die natürlicherweise in der Natur vorkommt.Die absolute Härte von Diamant ist viermal so hoch wie die von Korund und achtmal so hoch wie die von Quarz.Die detaillierte absolute Härte ist wie folgt:

Diamant: 10000-2500

Korund: 2500-2100

Quarz: 1550-1200.

Elektronische Struktur und Kristallstruktur der Diamantstruktur:

Elektronische Struktur: Nach der Hybridtheorie regt das C-Atom bei einer Reaktion ein 2s-Elektron zum 2pz-Orbital an.Ein s-Orbital und drei p-Orbitale werden gemischt, um vier neue Orbitale zu bilden – sp3-äquivalente Hybridorbitale.Jedes sp3-Hybridorbital hat 1/4 der s-Komponente und 3/4 der p-Komponente, und die Formen sind alle gleich.Die Winkel zwischen den Symmetrieachsen der vier Gleise betragen alle 109,28.

Anforderungen an synthetischen Diamanten für Reaktionsgefäße:

(1) Gute Druckübertragungsleistung;

(2) Gute Dichtungsleistung;

(3) Gute Isolationsleistung;

(4) Gute Wärmeisolationsleistung;

(5) Gute thermische Stabilität;

(6) Gute chemische Stabilität;

(7) Gute Bearbeitungsleistung.

Arten von Diamantwerkzeugen

① Naturdiamantwerkzeug: Naturdiamant wird seit Hunderten von Jahren als Schneidwerkzeug verwendet.Das natürliche Einkristall-Diamantwerkzeug wurde fein geschliffen, die Schneidkante kann geschärft werden und der Schneidkantenradius kann 0,002 μm erreichen, wodurch ein ultradünner Schnitt ermöglicht wird.Es handelt sich um ein anerkanntes, ideales und unersetzliches Ultrapräzisionsbearbeitungswerkzeug zur Bearbeitung extrem hoher Werkstückgenauigkeit und extrem geringer Oberflächenrauheit.

② PKD-Diamantwerkzeuge: Natürliche Diamanten sind teuer, und beim Schneiden und Verarbeiten werden häufig polykristalline Diamanten (PKD) verwendet.Seit den frühen 1970er Jahren wurden polykristalline Diamanten (kurz PCD) entwickelt, die durch Hochtemperatur- und Hochdrucksynthesetechnologie hergestellt wurden. Nach ihrem Erfolg wurden natürliche Diamantwerkzeuge vielfach durch synthetische polykristalline Diamanten ersetzt.PCD verfügt über eine reiche Rohstoffquelle und sein Preis beträgt nur ein Zehntel bis ein Zehntel des Preises von natürlichem Diamant.

③ CVD-Diamantwerkzeuge: Seit den späten 1970er bis frühen 1980er Jahren ist die CVD-Diamanttechnologie in Japan auf dem Vormarsch.CVD-Diamant bezieht sich auf die Verwendung chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) zur Synthese eines Diamantfilms auf einer heterogenen Matrix (z. B. Hartmetall, Keramik usw.).CVD-Diamant hat genau die gleiche Struktur und die gleichen Eigenschaften wie natürlicher Diamant.

Im Vergleich zu natürlichem Diamant ist die Leistung von CVD-Diamant sehr ähnlich.Es verfügt über die Vorteile von natürlichem einkristallinem Diamant und polykristallinem Diamant (PCD) und überwindet deren Nachteile bis zu einem gewissen Grad.

Anwendung von Diamantwerkzeugen

Diamantwerkzeuge werden hauptsächlich zum Feinschneiden und Bohren von Nichteisenmetallen und nichtmetallischen Werkstoffen bei hohen Geschwindigkeiten eingesetzt.Geeignet für die Verarbeitung verschiedener verschleißfester Nichtmetalle, wie z. B. glasfaserverstärkte Kunststoff-Pulvermetallurgie-Rohlinge, Keramikmaterialien usw.;verschiedene verschleißfeste Nichteisenmetalle, wie beispielsweise verschiedene Silizium-Aluminium-Legierungen;Veredelung verschiedener Nichteisenmetalle.

Der Nachteil von Diamantwerkzeugen ist die geringe thermische Stabilität.Wenn die Schneidtemperatur 700℃～800℃ überschreitet, verliert es vollständig seine Härte;Darüber hinaus ist es nicht zum Schneiden von Eisenmetallen geeignet, da Diamant (Kohlenstoff) bei hohen Temperaturen leicht mit Eisen interagiert.Durch atomare Einwirkung werden Kohlenstoffatome in eine Graphitstruktur umgewandelt, wodurch das Werkzeug leicht beschädigt werden kann.