1. Produktion af hårdmetalbelagt diamant
Princippet om at blande metalpulver med diamant, opvarme til en fast temperatur og isolere i et bestemt tidsrum under vakuum. Ved denne temperatur er metallets damptryk tilstrækkeligt til at dække, og samtidig absorberes metallet på diamantoverfladen for at danne en belagt diamant.
2. Valg af belagt metal
For at gøre diamantbelægningen fast og pålidelig, og for bedre at forstå belægningssammensætningens indflydelse på belægningskraften, skal belægningsmetallet vælges. Vi ved, at diamant er en alloomorfi af C, og dens gitter er et regulært tetraeder, så princippet for belægning af metalsammensætningen er, at metallet har en god affinitet for kulstof. På denne måde forekommer der under visse betingelser kemisk interaktion ved grænsefladen, hvilket danner en fast kemisk binding, og en Me-C-membran dannes. Infiltrations- og adhæsionsteorien i diamant-metal-systemet påpeger, at den kemiske interaktion kun forekommer, når adhæsionsarbejdet AW > 0 og når en bestemt værdi. De korte periodiske gruppe B-metalelementer i det periodiske system, såsom Cu, Sn, Ag, Zn, Ge osv., har dårlig affinitet for C og lavt adhæsionsarbejde, og de dannede bindinger er molekylære bindinger, der ikke er stærke og bør ikke vælges; Overgangsmetallerne i det lange periodiske system, såsom Ti, V, Cr, Mn, Fe osv., har et stort adhæsionsarbejde med C-systemet. Interaktionsstyrken mellem C og overgangsmetaller stiger med antallet af elektroner i d-laget, så Ti og Cr er mere egnede til at dække metaller.
3. Lampeeksperiment
Ved en temperatur på 8500°C kan diamanten ikke nå den frie energi fra de aktive kulatomer på diamantoverfladen og metalpulveret til dannelse af metalkarbid, og mindst 9000°C for at opnå den energi, der er nødvendig for dannelsen af metalkarbid. Men hvis temperaturen er for høj, vil det forårsage termisk tab for diamanten. I betragtning af indflydelsen fra temperaturmålingsfejl og andre faktorer er belægningstesttemperaturen indstillet til 9500°C. Som det kan ses af forholdet mellem isoleringstid og reaktionshastighed (nedenfor),? Efter at have nået den frie energi for dannelsen af metalkarbid, forløber reaktionen hurtigt, og med dannelsen af karbid vil reaktionshastigheden gradvist aftage. Der er ingen tvivl om, at med forlængelsen af isoleringstiden vil lagets tæthed og kvalitet forbedres, men efter 60 minutter påvirkes lagets kvalitet ikke væsentligt, så vi sætter isoleringstiden til 1 time; jo højere vakuum, desto bedre, men begrænset til testbetingelserne bruger vi generelt 10-3 mmHg.
Princip for forbedring af pakkeindsatsens evne
De eksperimentelle resultater viser, at fosterkroppen er stærkere mod den belagte diamant end den ubelagte diamant. Årsagen til fosterkroppens stærke inklusionsevne i den belagte diamant er, at der personligt er overfladefejl og mikrorevner på overfladen eller indersiden af enhver ubelagt kunstig diamant. På grund af tilstedeværelsen af disse mikrorevner falder diamantens styrke, og på den anden side reagerer diamantens C-element sjældent med fosterkroppens komponenter. Derfor er dækkroppen af ubelagt diamant udelukkende en mekanisk ekstruderingspakke, og denne type indlægsseddel er ekstremt svag. Når belastningen opstår, vil ovenstående mikrorevner føre til koncentration af stress, hvilket resulterer i en forringelse af indlægssedlens evne. Tilfældet med overbelastet diamant er anderledes. På grund af plettering af en metalfilm udfyldes diamantgitterfejl og mikrorevner, på den ene side øges styrken af den belagte diamant, og på den anden side er der ikke længere spændingskoncentrationsfænomen, når der fyldes mikrorevner. Endnu vigtigere er det, at infiltrationen af det bundne metal i dækkroppen omdannes til kulstof på diamantoverfladen, hvilket resulterer i infiltration af forbindelser. Resultatet er, at bindingsmetallet på diamantens befugtningsvinkel er ændret fra mere end 100° til mindre end 500°, hvilket forbedrer bindingsmetallet til diamantbefugtning betydeligt. Dette gør dækkroppens diamantdæksel fastgjort af den originale mekaniske ekstruderingspakke til en bindingspakke, nemlig bindingen mellem diamantdækslet og dækkroppen, hvilket forbedrer dækkroppens egenskaber betydeligt.
Pakkens indsættelsesevne. Samtidig mener vi også, at andre faktorer såsom sintringsparametre, partikelstørrelse på den belagte diamant, kvalitet, partikelstørrelse på fosterlegemet osv. har en vis indflydelse på indsættelsestrykket. Det passende sintringstryk kan øge pressetætheden og forbedre fosterlegemets hårdhed. Passende sintringstemperatur og isoleringstid kan fremme den kemiske reaktion ved høj temperatur mellem dækkets karosserisammensætning og det belagte metal og diamant, således at bindingspakken er fast hærdet, diamantkvaliteten er god, krystalstrukturen er ensartet, den lignende fase er opløselig, og pakkehærdningen er bedre.
Uddrag fra Liu Xiaohui
Opslagstidspunkt: 13. marts 2025
