Fig. 1. Prelucrarea cu un instrument cu diamant: a) taierea; b) măcinarea; c) foraj
Instrumentul diamantat (Figura 1) a devenit larg răspândit datorită proprietăților unice ale diamantelor fixate pe suprafața sa. Fixarea diamantelor se poate realiza prin metoda galvanică, sinterizare și presare. Materialul prin care diamantele sunt fixate pe suprafața sculei de tăiere se numește buchet. Tipul diamantelor, concentrația lor și proprietățile de legătură determină resursele și productivitatea instrumentului.
Fig. 2. Tăierea cu un instrument de diamant
C este adâncimea inserției diamantului în liant; T este adâncimea de imersiune a diamantului în materialul care este prelucrat; - spațiul dintre liant și material; v - direcția de deplasare a sculei.
La tăiere (figura 2), boabele de diamant sunt distruse, iar fasciculul este abrazat. Dacă banda este prea rigidă, se va uza mai încet decât diamantele și se va produce așa-numita salinizare (o scădere a productivității datorită expunerii insuficiente la diamante). Dacă banda este aleasă prea moale - se va uza mai repede decât diamantele și vor cădea din stratul diamantos fără a-și fi împlinit resursele. Astfel, pentru a menține capacitatea de tăiere a sculei, fasciculul trebuie să fie purtat proporțional cu uzura granulelor de diamant.
Pentru o mai bună îndepărtare a materialului distrus, scula este realizată sub formă de segmente (Figura 3).
Fig. 3. Segmente ale sculei cu diamant: a) fierăstrău circular; b) roata de slefuire; c) fierăstrău cu cablu
Monocristalele diamante sunt utilizate pentru prelucrarea materialelor solide (figura 4). Are o rezistență ridicată la rupere, asigură o suprafață mică de frecare și o durată lungă de viață a sculei. Policristalele sunt mai ieftine decât granulele cu un singur cristal, deci sunt folosite pentru a trata materiale relativ moi.
Fig. 4. Aspectul cristalelor de diamant:
a) cristal unic; b), c) policristalin
Proprietăți fizice
Diamond este cel mai greu dintre toate substanțele naturale. Pe scara Mohs, duritatea relativă a diamantului este de 10, valoarea absolută este de 1000 de ori mai mare decât cea a cuartului și de 150 de ori cea a corundului. Duritate maximă pe fețele octaedrului, minimă pe fețele cubului. Fractura este conocidă. Densitatea diamantului pur este de 3.511 g / cm 3. Stralucirea este puternica, de la diamant la gras.
Diamantul aderă la unele amestecuri grase, pe care se bazează metoda cea mai bogată în grăsimi de extracție a diamantelor la plantele de concentrare.
În aer, diamantul arde la 850 ° C pentru a forma CO 2; în vid la o temperatură de peste 1500 ° C trece în grafit.
morfologie
Diamond cristalizează într-un sistem cubic (syngony). Atomii de carbon sunt în el de-a lungul nodurilor a două laturi cubice cu fețe centrate, foarte inserate una în cealaltă (a = 3.5595 A). Cristalele de diamant sunt molecule polimerice uriașe și de obicei au forma de octaedra, rombododecahedroni, cuburi rare sau tetraedra (fig.5a). Frecvențele duble și intergrowths de mai multe cristale, fețe convexe și coaste curvilineare sunt caracteristice (Figura 5b). Fețele de cristal sunt de obicei acoperite cu figuri de creștere sau dizolvare sub formă de proeminențe sau caneluri de diferite forme.
Fig. 5. Geometria cristalelor de diamant: a) tipuri de laturi; b) apariția cristalelor
Sunt observate de asemenea agregate cu raze radiale, fibroase, în cochilie sau granule fine:
- ballas - agregate radiante mici rotunjite;
- carbonado - agregate poroase granulate fine de culoare gri sau negre;
- bord (niderl) - ca materiale abrazive se utilizează cristale și agregate de diamant de calitate scăzută, necorespunzătoare pentru tăiere.
Compoziție chimică
Diamantul este alcătuit din carbon pur, dar conține de obicei mici aditivi de diferite elemente chimice care intră în structura cristalului sau în compoziția incluziunilor altor minerale.
Condiții pentru formarea și localizarea diamantelor
Se presupune că diamantul cristalizeaza una dintre primele minerale în timpul răcirii mantalei de silicat se topesc la o adâncime de 150 până la 200 km la o presiune de 5000 MPa, și apoi transportate la suprafața pământului datorită proceselor explozive care însoțesc formarea țevilor kimberlite din care 15. 20% cuprinde diamant. Există un alt punct de vedere, conform căruia diamant se cristalizează la o adâncime relativ mică datorită disocierii sau oxidarea parțială a metanului în sistemul de gaz C-H-O-S, la o temperatură de peste 1000 C și o presiune de 100 până la 500 MPa.
Diamantele se găsesc, de asemenea, în roci adânci-eclogiți și în unele gneissuri de granat profund metamorfozate. Diamantele fine se găsesc în cantități considerabile în meteoriți (ureliți), precum și în craterele meteorite uriașe, în care rocile remaniate conțin cantități semnificative de diamante fine.
Consumul și prețurile mondiale
Diamantele tehnice folosite ca abrazive costă între 3 și 12 dolari pe carat; sintetic - aproximativ 2 dolari pe carat. Consumul mondial de diamante tehnice este de 250 de milioane de carate sau 50 de tone, aproximativ 70% din diamante sintetice. Diamante industriale sunt utilizate în foraj diamant biți, ferăstraie, dălți, filierelor pentru tragerea firelor, pentru fabricarea de lustruire paste și pulberi, precum industriile optice și electronice ca semiconductori, senzori contorii particulelor nucleare, o substanță cu o conductivitate termică mai mare decât cea a cuprului, transparent pentru o gamă largă de lungimi de undă.
Sinteza diamantelor
Imitarea diamantelor
Pentru simularea diamantelor, se utilizează zirconul incolor, rutilul sintetic, titanatul de stronțiu, spinelul sintetic și corindonul sintetic, dubletele de diamante și sticla de plumb; precum și granat sintetic de ytriu-aluminiu, granat de gadoliniu-galiu și oxid cubic de zirconiu. Toți acești compuși sunt mai moi decât diamantul, nu au luminiscență albastră caracteristică, diferă în indicele lor de refracție. Iradierea diamantelor în reactoarele nucleare face posibilă transformarea pietrelor incolore sau galbene în verde și albastru mai scump.
Diagnosticarea diamantelor
diagnostic și imitații eficiente diamante a avut loc „stylus diamant“, a cărui acțiune se bazează pe definirea unei conductivitate termică unic de diamant, depășind conductivitatea termică a argint și cupru: Este posibil să se verifice pietre, chiar foarte mici, fixate într-o bordură adâncă. Folosit ca „creion diamant“, asezonate cu cerneală specială este lăsat pe umezește suprafață solidă de diamant linia de grăsime, în timp ce cerneala simulări colectate în picăturile individuale. Puritatea pulberilor abrazive din diamante este verificată prin metode cu raze X și luminescente; Pulberile sintetice au de obicei proprietăți magnetice, detectate de magneți puternici sau electromagneți.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: