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金刚石及其它磨料的主要性能

2023/04/21 来源:网络转载 点击量:

    金刚石是碳是同素异形体,属等轴晶系,其原子晶格为面心立格子。

  金刚石是晶体形态有八面体、菱形十二面体、立方体或上述形态的过渡晶形,少数为连晶体或聚体。金刚石是自然界中硬度最高的物质,莫氏硬度为10,显微硬度达100Gpa。

  金刚石的硬度是各向异形的,不同晶面上是硬度不同,八面立方体(111)面上的硬度最大,其次是菱形十二面体(110)面上的,而立方体(100)面上是最小。在同一晶面上不同方向上的硬度也有差异。

  金刚石、磨料和几种矿物的硬度比较如表7、9所示。

  金刚石的耐磨性很好,它的耐磨性是刚玉耐磨性的140倍,是石英的1000倍,是硬质合金的100倍,是钢的9000倍。

金刚石、磨料和几种矿物的硬度比较表

 

名称

莫氏硬度

维氏

努氏

金刚石

10

10060

5500-6950

烧结碳化硅

9

4900

2250-2260

绿碳化硅

 

 

2130-2140

黑碳化硅

 

3335

2050-2150

白刚玉

 

2360

1670-1680

棕刚玉

 

2060

1620-1635

硬质合金

 

1650

1050-1500

黄玉

8

1427

1250

石英

7

1120

710-790

钠长石

6

795

490

磷灰石

5

536

360-430

萤石

4

189

163

方解石

3

109

135

石膏

2

36

32

滑石

1

2.4

 

 

  金刚石的耐磨性也是各向异性的,在立方晶面上与对角线平行的方向最耐磨;在八面晶体面上则由三角形底边中点朝着顶点的方向最耐磨。

  金刚石是弹性磨具和强度;金刚石是弹性磨具为900Gpa远高于硬质合金和自然界中是所有其它矿物。弹性磨量表示材料的强度及其在加工过程中发生形成是特性。材料是弹性模量越大,它的变形越小。所以,用金刚石做磨具,可以减少被加工件的内应力,避免产生内部裂隙和其它缺陷。

  金刚石比较脆,当受冲击力是,容易沿晶体是解理面破裂。金刚石抗冲击的能力与晶体的形态、缺陷和尺寸有关。金刚石晶体在动负荷下破碎所需的能量仅为静负荷下的30%-40%,因为,在制作和使用金刚石磨具时要特别注意。表7.10 为金刚石与其它几种磨料的弹性磨量和抗弯、抗压强度。

为金刚石与其它几种磨料的弹性磨量和抗弯、抗压强度

 

材料

弹性模量/Tpa

抗弯强度极限/MPa

抗压强度极限/GPa

天然金刚石

0.9

210-490

2

人造金刚石

0.74-1.05

300

2

碳化硅

0.394

155

1.5

碳化硼

0.296

300

1.8

刚玉

0.3-0.52

87.2

7.57

硬质合金

0.39

1350-2380

3.2-6.4