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推荐：人造金刚石的几个性能指标

2022-5-6 19:10 收藏邀请

随着人造金刚石产品与制品在世界各国的迅速发展，人造金刚石质量、性能检测技术水平也得以相应地发展，而且越来越引起有关人士的高度重视。甚至一些国际知名的公司、厂家，将人造金刚石质量评价、性能检测技术视为“ ...

随着人造金刚石产品与制品在世界各国的迅速发展，人造金刚石质量、性能检测技术水平也得以相应地发展，而且越来越引起有关人士的高度重视。甚至一些国际知名的公司、厂家，将人造金刚石质量评价、性能检测技术视为“对外竞争的王牌”，而不惜投入较大的人力、财力、物力进行深入研究。

人造金刚石单晶的主要检测项目有：粒度组成、冲击韧性（冲击强度）、热稳定性、磁化率等。

以下介绍其中几个检测项目：

人造金刚石粒度测定

1．磨料级金刚石粒度分级及检测

关于磨料级人造金刚石的粒度分级、公称尺寸及检测方法，已有国际标准（ISO6106-1979），西欧共同体、美国、日本、德国、英国等关于金刚石磨料粒度的尺寸系列与ISO标准是基本一致的。

2．微粉级金刚石粒度分级及检测

关于金刚石微粉的粒度分级、公称尺寸及检测方法，各个国家（公司）之间的差别较大。

我国的现行机械行业标准规定，以相似圆直径D表示的公称尺寸范围，与颗粒宽度B的关系式为B＝D／1.29。测量时，首先测出颗粒的最大投影宽度B，然后按公式B＝D／1.29（D＝1.29B）计算出颗粒尺寸D。

粒度检测方法还有：

（1）筛分法：不能用于40μm以细的样品，且其结果受人为因素和筛孔变形影响较大；

（2）沉降法：对超细粒子的测试速度比较慢，同时因环境温度影响，超细粒子间会存在再凝聚现象，使得测试误差比较大；

（3）库尔特计数器法：测试粒子的分布范围比较窄，小孔容易被颗粒堵塞，且要求介质具备严格的导电特性；电镜仪器不仅价格高昂，而且既不能反映粒子的整体状况，也容易使人忽略团聚体的存在；

（4）激光衍射法：具有操作简便，测试速度快，测试范围广，数据可靠，测试重复性好，自动化程度高，可进行在线测量和干法测量等优点，因而，被广泛应用于微米、亚微米级颗粒的测试中。激光衍射法只是在部分企业中被用作自检，并没有被行业上认可和推广。

（5）双圈法（即颗粒外形投影的外接圆直径与内切圆直径的平均值），例如DeBeers公司使用这种方法。

人造金刚石冲击韧性测定

金刚石磨料冲击韧性的定义是：在规定的冲击条件下，金刚石磨料的抗破碎能力。具体而言，先通过筛分，取其样品的基本粒，连同一定规格数量的钢球一起装入钢体试样管，在冲击装置上以一定的频率冲击一定的次数（转数），然后再筛分。以其未破碎率（冲击后筛上物的量与其原始量之比），用百分数表示，作为其冲击韧性值。后来又进一步提出第二种表示方法，即在第一种方法测定结果的基础上，通过进一步的换算与调整，最后以未破碎率为50％时的冲击次数（又称半破碎次数）表征样品的冲击韧性。

测定人造金刚石单晶体的冲击韧性（冲击强度），比测定其单颗粒静压强度，更能客观地反映其实际使用效果和质量情况。同时，测定冲击韧性还具有样品代表性好。测定结果误差小等优点。

人造金刚石磁化率测定

金刚石是由碳原子构成的，纯净的金刚石应该是不感磁的。人造金刚石由于合成时使用金属做触媒，内部含有不同量的金属杂质，尤其是晶体内部的包裹体，致使金刚石具有了磁性；人造金刚石磁性（磁化率）的大小，不仅与其内部杂质和包裹体含量、成份具有直接的关系，而且也与其它的理化性质和质量指标（例如：韧性、强度、比重、热稳定性、色泽、透明度等）以及用途和分类等具有密切的关系。

磁化率测定方法、仪器有很多种，例如电磁力天平法、永磁力天平法、等磁力天平法、电磁感应法、冲击法、电桥法等等。

金刚石杂质的检验方法，传统上是消耗性的，不仅消费较多的人力、物力，而且消耗很多宝贵的金刚石。因此，探讨、采用快速有效的无损检测金刚石中包裹体杂质含量的方法、仪器，具有重要的科学意义。

人造金刚石热稳定性测定

各种人造金刚石制品所加工的对象，通常硬度都是相当高的，在加工过程中往往产生大量热量，其工作环境有时可高达1000℃以上。而磨粒级金刚石的热稳定温度（石墨化、氧化温度）一般在750℃以上，1000℃以下范围内，微粉级金刚石的热稳定温度更低。如果金刚石制品的使用环境温度超过其热稳定温度，由于金刚石本身的石墨化与氧化作用，其强度急剧下降，加工效率、效果也会随之迅速下降。另外，一般金刚石制品需要在较高温度下压制、烧结制成，其压制、烧结温度也必须控制在金刚石热稳定温度（强度突变温度）以下。由此可见，测定金刚石的热稳定性，具有相当重要的作用。

国外较大型的人造金刚石生产企业、公司等，均将人造金刚石的热稳定性，作为评价其质量、性能优劣的重要指标与必检项目之一。

利用差热分析（DTA）或热重分析（TGA）方法都可以测定金刚石的热稳定性。也可以二者同时测定，互相验证。

热重分析法测定人造金刚石的热稳定性，测定结果重复性好，精度高，试样用量少，快速简便，并可以直接得出整个升温过程中每个温度点的金刚石试样失重量（毫克）与失重率（百分比）。因此，是应予推广的行之有效的方法。

来源：中国超硬材料网

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