1. Виробництво алмазів з карбідним покриттям
Принцип полягає у змішуванні металевого порошку з алмазом, нагріванні до фіксованої температури та ізоляції протягом певного часу у вакуумі. За цієї температури тиск пари металу достатній для покриття, і водночас метал адсорбується на поверхні алмазу, утворюючи покритий алмаз.
2. Вибір металу з покриттям
Щоб зробити алмазне покриття міцним та надійним, а також краще зрозуміти вплив складу покриття на силу покриття, необхідно вибрати метал покриття. Ми знаємо, що алмаз є алооморфізмом вуглецю (C), а його решітка являє собою правильний тетраедр, тому принцип покриття металевим складом полягає в тому, що метал має добру спорідненість до вуглецю. Таким чином, за певних умов на межі розділу відбувається хімічна взаємодія, утворюючи міцний хімічний зв'язок і формуючи мембрану Me-C. Теорія інфільтрації та адгезії в системі алмаз-метал вказує на те, що хімічна взаємодія відбувається лише тоді, коли робота адгезії AW > 0 і досягає певного значення. Короткоперіодичні металічні елементи групи B періодичної таблиці, такі як Cu, Sn, Ag, Zn, Ge тощо, мають погану спорідненість до вуглецю та низьку роботу адгезії, а утворені зв'язки є неміцними молекулярними зв'язками, які не слід вибирати; Перехідні метали довгої періодичної таблиці, такі як Ti, V, Cr, Mn, Fe тощо, мають велику адгезійну роботу з системою C. Сила взаємодії C та перехідних металів зростає зі збільшенням кількості електронів d-шару, тому Ti та Cr більше підходять для покриття металів.
3. Експеримент з лампою
При температурі 8500°C алмаз не може досягти вільної енергії атомів активованого вуглецю на поверхні алмазу та металевого порошку для утворення карбіду металу, і щонайменше 9000°C для досягнення енергії, необхідної для утворення карбіду металу. Однак, якщо температура занадто висока, це призведе до термічних втрат від вигорання алмазу. Враховуючи вплив похибки вимірювання температури та інших факторів, температуру випробування покриття встановлюють на рівні 9500°C. Як видно з взаємозв'язку між часом ізоляції та швидкістю реакції (нижче), після досягнення вільної енергії утворення карбіду металу реакція відбувається швидко, і з утворенням карбіду швидкість реакції поступово сповільнюється. Немає сумнівів, що зі збільшенням часу ізоляції щільність та якість шару покращаться, але після 60 хвилин якість шару не сильно змінюється, тому ми встановлюємо час ізоляції на рівні 1 години; чим вищий вакуум, тим краще, але обмежуючись умовами випробування, ми зазвичай використовуємо 10-3 мм рт. ст.
Принцип покращення можливостей вставки пакета
Експериментальні результати показують, що тіло плода міцніше з'єднується з покритим алмазом, ніж з непокритим алмазом. Причиною сильної здатності тіла плода до включення в покритий алмаз є те, що на поверхні або всередині будь-якого штучного алмазу без покриття є поверхневі дефекти та мікротріщини. Через наявність цих мікротріщин міцність алмазу зменшується, з іншого боку, елемент C алмазу рідко реагує з компонентами тіла плода. Таким чином, тіло шини з непокритого алмазу є суто механічно екструдованою упаковкою, і такий тип вкладиша надзвичайно слабкий. Під час навантаження вищезгадані мікротріщини призводять до концентрації напружень, що призводить до зниження міцності вкладиша. Випадок алмазу з перекриттям відрізняється: завдяки покриттю металевою плівкою дефекти решітки алмазу та мікротріщини заповнюються, з одного боку, міцність покритого алмазу збільшується, а з іншого боку, заповнюючи мікротріщини, більше немає явища концентрації напружень. Що ще важливіше, інфільтрація зв'язаного металу в корпусі шини перетворюється на вуглець на поверхні алмазу, інфільтрацію сполук. В результаті кут змочування зв'язаного металу з алмазом зменшується від понад 100° до менше ніж 500°, що значно покращує зв'язування металу з алмазом, що робить корпус шини за допомогою оригінального механічного екструзійного механізму алмазного покриття закріпленим у зв'язуючому пакеті, тобто з'єднання алмазного покриття з корпусом шини, що значно покращує з'єднання корпусу шини.
Здатність до вставки упаковки. Водночас, ми також вважаємо, що інші фактори, такі як параметри спікання, розмір частинок покритого алмазу, сорт, розмір частинок тіла плоду тощо, мають певний вплив на силу вставки упаковки. Відповідний тиск спікання може збільшити щільність пресування та покращити твердість тіла плоду. Відповідна температура спікання та час ізоляції можуть сприяти високотемпературній хімічній реакції між складом корпусу шини, покритим металом та алмазом, завдяки чому з'єднання міцно затвердіває, сорт алмазу хороший, кристалічна структура подібна, подібні фази розчинні, а затвердіння упаковки краще.
Уривок з Лю Сяохуей
Час публікації: 13 березня 2025 р.
