超硬材料行业基础知识

2018/11/26 来源:研磨网 点击量：

1、超硬材料：

　　金刚石和立方氮化硼及以金刚石和立方氮化硼为主要成分的聚晶、复合片。

　　2、金刚石为什么不适合加工铁基金属材料：

　　由于金刚石在磨削高温下能与Fe基金属材料发生化学作用，金刚石中的碳与这些元素发生作用，生成碳化物，产生粘刀显现，使用寿命缩短，加工质量下降，因此，金刚石不适合加工钢材，包括普通钢和各种韧性合金钢。 此类材料一般使用cBN工具加工。

　　3、超硬材料今后的主要发展方向：

　　单晶合成

　　(采用不同原料、不同的高温高压合成设备和不同工艺，合成不同的单晶产品)

　　单晶分选

　　（合成的单晶产品，按照颗粒形状、粒度、堆积密度、杂质含量以及强度、韧度、耐热性等性能指标的不同进行分选，从而分为不同的单晶晶种）

　　表面镀覆

　　（经过分选的不同品种的单晶，利用化学镀、电镀、真空镀等表面镀覆）

　　聚晶制造

　　（利用金刚石单晶粉末或石墨粉以及适当的金属粉和非金属粉等原材料，按照适当的配方，采用相应的工艺方法（高压高温烧结法或直接生长法），制造具有不同的形状、规格、性能和用途的聚晶）

　　薄膜生长

　　（采用在低压条件下的各种气相沉积生长法，制造具有特殊性能和较大尺寸的金刚石薄膜或类金刚石薄膜）

　　4、人造金刚石合成基本方法：

　　动态高压法、静态高压法、化学气相沉积（CVD）--亚稳态生长

　　5、静压触媒法：

　　是指在金刚石热力学稳定的条件下，在恒定的高压高温和触媒参与的条件下合成金刚石的方法。

　　6、列举金刚石的主要优异性能：

　　最大硬度、最大热导率、最小压缩率、最宽透光波段、耐腐蚀

　　7、金刚石结构的电子结构和晶体结构：

　　电子结构：根据杂化理论，C原子在反应时，激发一个2s电子到2pz轨道上去。一个s轨道和三个p轨道混合起来，形成四个新轨道---sp3等价杂化轨道，每个sp3杂化轨道具有1/4的s成分和3/4的p成分，形状都相同，这四个轨道的对称轴之间的夹角都是109。28、。

　　晶体结构：在金刚石晶体中，每个C原子与相邻的四个C原子按照等价的sp3杂化轨道形成四个共价键。所有价电子都参与成键，晶体中没有自由电子。

　　金刚石晶体是典型的共价键晶体，具有共价键的结构特性---方向性和饱和性。

　　因此金刚石的硬度和熔点极高，而且不导电。

　　8、碳的 P-T 相图（画图题）