1. Производство алмазов с твердосплавным покрытием
Принцип смешивания металлического порошка с алмазом, нагрева до фиксированной температуры и изоляции в течение определённого времени в вакууме. При этой температуре давление паров металла достаточно для нанесения покрытия, и одновременно металл адсорбируется на поверхности алмаза, образуя алмаз с покрытием.
2. Выбор металла с покрытием
Чтобы сделать алмазное покрытие прочным и надежным, а также лучше понять влияние состава покрытия на прочность покрытия, необходимо выбрать металл покрытия. Мы знаем, что алмаз является аллооморфизмом C, а его решетка представляет собой правильный тетраэдр, поэтому принцип покрытия металлическим составом заключается в том, что металл имеет хорошее сродство к углероду. Таким образом, при определенных условиях на границе раздела происходит химическое взаимодействие, образуя прочную химическую связь, и образуется мембрана Me-C. Теория инфильтрации и адгезии в системе алмаз-металл указывает, что химическое взаимодействие происходит только тогда, когда работа адгезии AW> 0 и достигает определенного значения. Короткие периодические элементы группы металлов B в периодической таблице, такие как Cu, Sn, Ag, Zn, Ge и т. д., имеют плохое сродство к C и низкую работу адгезии, а образующиеся связи являются молекулярными связями, которые не прочны и не должны быть выбраны; Переходные металлы в длинной периодической таблице, такие как Ti, V, Cr, Mn, Fe и т. д., имеют большую работу адгезии с системой C. Сила взаимодействия C и переходных металлов увеличивается с числом электронов d-слоя, поэтому Ti и Cr больше подходят для покрытия металлов.
3. Эксперимент с лампой
При температуре 8500 °C алмаз не может достичь свободной энергии атомов активированного углерода на поверхности алмаза и металлического порошка для образования карбида металла, а при температуре не менее 9000 °C – энергии, необходимой для образования карбида металла. Однако, если температура слишком высокая, это приведет к термическому выгоранию алмаза. Учитывая влияние погрешности измерения температуры и других факторов, температура испытания покрытия установлена на 9500 °C. Как видно из соотношения между временем изоляции и скоростью реакции (ниже),? После достижения свободной энергии образования карбида металла реакция протекает быстро, и по мере образования карбида скорость реакции постепенно замедляется. Нет сомнений, что с увеличением времени изоляции плотность и качество слоя улучшатся, но через 60 минут качество слоя не сильно пострадает, поэтому мы устанавливаем время изоляции на 1 час; чем выше вакуум, тем лучше, но, ограничиваясь условиями испытания, мы обычно используем 10-3 мм рт. ст.
Принцип улучшения возможностей вставки пакета
Экспериментальные результаты показывают, что тело плода прочнее алмаза с покрытием, чем алмаз без покрытия. Причина сильной способности тела плода к включению в алмаз с покрытием заключается в том, что, лично, на поверхности или внутри любого искусственного алмаза без покрытия есть поверхностные дефекты и микротрещины. Из-за наличия этих микротрещин прочность алмаза снижается, с другой стороны, элемент C алмаза редко реагирует с компонентами тела плода. Таким образом, тело шины алмаза без покрытия представляет собой исключительно механическую экструзионную упаковку, и такой вид вставки пакета чрезвычайно слаб. После нагрузки вышеуказанные микротрещины приведут к концентрации напряжений, что приведет к снижению способности вставки пакета. Случай алмаза из перегруженных пород отличается: из-за покрытия металлической пленкой дефекты решетки алмаза и микротрещины заполняются, с одной стороны, прочность алмаза с покрытием увеличивается, с другой стороны, заполнение микротрещин больше не возникает явления концентрации напряжений. Что ещё более важно, инфильтрация связанного металла в корпус шины преобразуется в углерод на поверхности алмаза, инфильтрация соединений. В результате краевой угол смачивания связывающего металла алмазом увеличивается с более чем 100° до менее чем 50°, что значительно улучшает сцепление металла с алмазом, позволяя корпусу шины из покрывающего алмазного пакета, установленного с помощью оригинального экструзионного механического пакета, получить связующий пакет, а именно, покрывающий алмаз и корпус шины, что значительно улучшает прочность корпуса.
Способность к вставке в пакет. В то же время мы также считаем, что другие факторы, такие как параметры спекания, размер и класс алмазных частиц с покрытием, размер частиц зародыша и т. д., оказывают определённое влияние на усилие вставки пакета. Правильное давление спекания может увеличить плотность прессования и повысить твёрдость зародыша. Правильный выбор температуры спекания и времени изоляции может способствовать высокотемпературной химической реакции между составом корпуса шины, металлом с покрытием и алмазом, что обеспечивает прочное закрепление пакета, высокое качество алмаза, схожую кристаллическую структуру, растворимость схожей фазы и лучшее закрепление пакета.
Отрывок из Лю Сяохуэй
Время публикации: 13 марта 2025 г.
