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    金剛石概論
    發布日期:2012-12-30

    金剛石概論

        金剛石是碳的結晶體,屬等軸晶系,是已知礦物中最硬的物質。在以相對刻劃為基礎的莫氏硬度等級中列為第十級,抗壓強度高,耐磨性能好,是現代科學技術發展中必不可少的超硬材料之一。國外常把工業金剛石的用量與鋼產量的比例關系作為工業發展的標志之一;1969年國外每生產一噸鋼,工業金剛石的消耗量為0.07~0.08克拉,1970年為0.109~0.134克拉,1971年則為0.123~0.15克拉,(一克拉等于二百毫克)。近十年國外工業金剛石消耗量平均以每年10%的速度增長,而同時期工業增長速度只為4%左右。

        金剛可分為天然金剛石和人造金剛石兩種。在自然界中天然金剛石產量很少,開采困難,價格昂貴。因此使用范圍受到限制。自從人們了解到金剛石和石墨是碳的同素異構體后,很多國家就試圖用人工的方法把石墨轉換成金剛石。國外人造金剛石的歷史可追塑到1880年,但比較有實際意義的利用高溫高壓技術研制金剛石則開始于1940年經過十多年的試驗,于1953年和1954年分別由瑞典通用電氣公司和美國通用電氣公司試制成功。此后其他國家也陸續宣布研究成功。到六十年代發展更為迅速,1960年人造金剛石的世界產量為二百萬克拉;1969年則為四千萬克拉,增加了二十倍。國內人造金剛石的研究開始于1961年,1963年鄭州磨具磨料研究所宣布試驗成功,然后轉入試生產。僅僅幾年時間,人造金剛石生產在全國遍地開花。于1967年開始建立專業生產廠,1970年正式投入工業生產。

        由于人造金剛石比天然金剛石價格便宜,是加工硬脆材料和非金屬材料的理想磨料,所以通常用它制成金剛石砂輪、油石、磨頭以及金剛石研磨膏、光學玻璃加工專用砂輪、套料刀、切割鋸片、手工工具、金剛石鉆頭、修整滾輪等等金剛石制品。對提高勞動生產率,延長工具使用壽命,降低產品成本,提高產品質量,改善勞動條件具有重要作用。因此金剛石在國防、機械、地質、冶金、煤炭、石油等工業中得到愈來愈廣泛的應用。

        在機械加工方面,用金剛石制成的砂輪已大量用于磨削加工硬質合金銑刀、鉸刀、鉆頭、拉刀,還可拋光各種硬質合金量具、刃具、模具、夾具以及一些合金鋼材,珩磨合金鑄鐵缸套、切割、磨削、拋光各種鐵氧體和磁鋼等;在地質冶金,煤炭的鉆探和石油、天然氣的開采方面比硬質合金鉆頭效率高,耐用,已成為現代大幅度提高鉆井速度和質量的有效途徑,在工業發達的國家,金剛石鉆探工作量已達70%~90%(包括天然金剛石)。金剛石應用于光學玻璃行業后,改進了過去采用碳化硅磨料加工時的一把砂子一勺不的笨重、落后的陳舊工藝,改善了工人的勞動條件?,F已遍及光學玻璃料、切割、銑磨、套料、精磨、超精磨、磨邊、全角等工序。在加工其它非金屬材料方面也有良好效果:如加工寶石、玻璃或高鋁陶瓷、石材等;在電子行業中采用金剛石鋸片、切割貴重硬脆的半導體材料,可以做到切縫窄、切口精度高;還可以用于半導體材料的磨削、拋光套料等工序,可節省大量半導體材料。人造金剛石燒結體拉絲模比硬質合金拉絲模壽命長二百五十倍,人造金剛石燒結體車刀可用來車削鋁硅合金、環氧玻璃鋼、硬石墨、電機整流子等材料,此外,利用金剛石半導體性質,把它制成金剛石整流器、三極管、溫度計。不可以用來做硬度計壓頭、各種測量儀的測頭、高壓腔壓頭、留聲機唱頭等等??傊饎偸诠I上具有極為廣泛的用途

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