今天来盘点一下金刚石的晶体形态,看看没有经过后期加工的金刚石最初都是什么样子的。
我们先看看天然金刚石的晶体形态。天然金刚石最常见的晶型是八面体,如下图所示。
另外,比较常见的还有菱形十二面体和立方体等,如下图。
人造金刚石的晶体形态也不是单一的,也是五花八门的。大致可分为单形和聚形。
单形,就是同种晶面组成的晶体形态。比如说晶面都是(111)面或者都是(100)面组成的晶体形态就是单形,典型代表就是,方晶都是由(100)面组成,八面体都是(111)面组成。
聚形,是由两种或两种以上晶面组成的晶体形态,也就是说聚形是由单形聚合而成。比如(111)面和(100)面聚合的形态就是六八面体聚形,这种晶型很常见,合成生产中一般都是以六八面体为主。
下图为人造金刚石晶体形态的示意图,其中以六-八面体形态最为常见。
实际生产中高温高压合成的单晶,实物如下图所示,大部分为六八面体。
一般高温高压合成中,都倾向于合成出六八面体的圆料,因为这种晶型耐磨性、强度、韧性、冲击韧性、磁化率等各项性能都比较好,合成区间大,生产比较容易控制,应用也比较广泛,这里就不再赘述。
今天想特别介绍一下八面体金刚石,之前我们合成时,都尽量避免这种晶型,因为这种八面体金刚石的合成通常需要很高的合成温度,制取的八面体金刚石表面完整度不高,且单产低,成本较高,而且对合成设备来说危险比较大,难以满足工业生产的实际应用。
但是这种晶型也有它的优异性能,由于尖角突出,棱角强度较高,锋利度和耐磨度很高,可以应用在修整和磨削工具中,能够显著提高相关产品性能,适于高精、高效修整和磨削领域的应用。该类金刚石具有广阔的发展空间和应用前景,市场潜力很大。目前已经有相关企业通过合成触媒配方并优化合成腔体及工艺设计控制八面体金刚石在晶型区内的稳定生长,生产出晶型完整一致、磁化率低、尖角强度高的八面体金刚石单晶。
金刚石的晶型这么多种,没有好坏之分,只有用途不同,只要利用好每一种晶型的特性,都会找到它们发挥价值的领域。每种事物都自带闪光点,正如我们一样,不要光赞美高耸的东西,平原和丘陵一样不朽!