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加工PCD刀具/PCBN刀具/钻石/工业陶瓷的陶瓷金刚石砂轮

粒度: W3.5~100/120 型号:1A1 14A1 6A2 11A2 12A2 4A1
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人造金刚石和立方氮化硼问世

2011.01.17  河南恒远超硬材料有限公司 www.kosuperhard.com  浏览次数:
金刚石又名钻石,早期的拉丁文名称adamas与中文“金刚石”一词同义,原意是“无敌的,不可征服的”。金刚石是世界上目前已知的最硬的物质,地球上的一种罕见的矿物。宝石级金刚石晶莹剔透,显现特有的金刚光泽,闪闪发光,灿烂夺目。关于人造金刚石,立方氮化硼,CBN的信息

金刚石又名钻石,早期的拉丁文名称adamas与中文“金刚石”一词同义,原意是“无敌的,不可征服的”。金刚石是世界上目前已知的最硬的物质,地球上的一种罕见的矿物。宝石级金刚石晶莹剔透,显现特有的金刚光泽,闪闪发光,灿烂夺目。自古以来,它就被当作珍贵的纪念品和美丽的装饰品,制成钻戒、胸饰,以至王冠上的明珠,作为人们社会地位、富贵和荣誉的象征。到了近代,当金刚石的各种特殊性能和使用价值被发现以后,开始了多方面的工业应用,由昔日的装饰品变成了现代工业和科学技术的瑰宝。

人们发现天然金刚石已有3000多年的历史了。根据文字记载,印度人使用金刚石至少可以追朔到公元前四世纪。然而,几千年来一直停留在天然金刚石的开采和使用阶段。

到了18世纪,从英国化学家S.Tennant开始,人们得知金刚石是碳的一种结晶形态,它与石墨同为碳的同素异构体。而且,既然金刚石比其它形态的碳具有更大的密度,那么就可以设想,压力能够促使其它形态的碳转变成金刚石。于是,在那以后的一个半世纪中,先后有许多人曾经进行过各种各样的试验,试图人工制造金刚石。由于当时还缺乏足够的理论知识和合适的高压设备,上述那些试验无异于在暗夜中摸索,结果都不可避免地归于失败。

直到20世纪中叶,近代科学知识奠定了合成金刚石的理论基础,高压装置的诞生和不断完善又为之提供了必要的手段。在这两个前提下,开始了有实际意义的利用高压高温技术研制金刚石的工作。从 1940年前后起,这项工作同时在下述两个方面取得了进展:理论方面,以Rossini计算1200c以下石墨-金刚石平衡曲线为开端,合成金刚石所需要的压力温度条件逐渐趋于明朗;设备方面,在布里奇曼(P.W.Bricgiman)对顶砧的基础上,经过邦迪(F.P.Bundy)、霍尔(H.T.Hall)等人的相继努力,于1953年设计成功了年轮式(Belt)式两面顶超高压装置。在这些进展的基础上,终于在1954年12月16日,由美国的物理化学家霍尔试制成功,并于1955年在人类历史上第一次发表了可重复合成金刚石的报导。当时是利用Belt式装置,在石墨中添加含铁物质(陨硫铁),首先合成了金刚石。后来在1953年,瑞典ASEA公司的Liander和Lundblad宣称,他们早在1960年就已经在六面顶压机上使用石墨和金属碳化物成功地合成了金刚石,不过当时未予公布。继人造金刚石问世之后,不久又出现了另一种人造超硬材料———立方氮化硼。它是由另一位物理化学家温托夫(R.H.Wentorf)利用类似于合成金刚石的高压高温技术,于1957年研制成功的。立方氮化硼尚未发现天然矿藏,它的出现完全是人类的创造,现代科学技术的结晶。

天然金刚石矿藏稀少,开采困难,价格昂贵,不能满足不断增长的工业需要。这种客观需要促使人造金刚石一经问世,便在科学研究和工业生产上得到迅速发展。

自1954年研制成功之后,在静压触媒法合成金刚石的研究方面,不断取得重大进展。

1961年,Decarli与Jamieson在30 GPa冲击压力下第一次用爆炸法合成金刚石取得成功。

1962年,邦迪在 3000~4000K和12GPa以上的静压下实现了不用触媒的石墨向金刚石直接转变,并测定了金刚石、石墨与液相碳的三相点为4000K、12.5GPa。

1966年,杜邦(Dupont)在Decari等人的基础上研究成功爆炸合成金刚石的冲击-猝灭法,并投入工业生产。同年,霍尔研制成功Mega型金刚石粉末烧结体(聚晶)。

1970年,温托夫人工生长宝石级大颗粒金刚石获得成功,尺寸约6mm,重量1克拉(1克拉=0.2g)。

1972年,美国Compax型烧结体投产,开辟了制造聚晶复合体的新途径。

20世纪80年代以后,人造金刚石薄膜的研究掀起了热潮,预计本世纪初开始进入产业化阶段。超硬材料薄膜被称为21世纪的新材料。

来源:    网络文档由陶瓷结合剂金刚石砂轮整理

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