您好 欢迎来到超硬材料网  | 免费注册
远发信息:磨料磨具行业的一站式媒体平台磨料磨具行业的一站式媒体平台
手机资讯手机资讯
官方微信官方微信

郑州千磨谈:人造金刚石的晶体结构以及其与天然金刚石存在的差异

关键词 金刚石|2023-04-23 09:22:06|技术信息|来源 超硬材料与磨料磨具
摘要 1、天然金刚石和人造金刚石有何差异?天然金刚石和人造金刚石的主要区别有下列5点。(1)溶剂不同:天然金刚石是从硅酸盐熔体中生长的,其中碳的溶解度较低,而人造金刚石则是从金属熔体中长...

微信截图_20230423091852.png

       1、天然金刚石和人造金刚石有何差异?

       天然金刚石和人造金刚石的主要区别有下列5点。

       (1)溶剂不同:天然金刚石是从硅酸盐熔体中生长的,其中碳的溶解度较低,而人造金刚石则是从金属熔体中长出来的,其中碳的溶解度比硅酸盐高得多;

       (2)天然金刚石的生长温度(估计1000~1300℃)比人造金刚石(1400℃以上)低;

       (3)人造金刚石生长时的过饱和度高于天然金刚石,因而无论如何都可以预测人造金刚石表面是较粗糙的,然而,实际所观察到的人造金刚石都显示出有一个光滑表面;

       (4)在人造金刚石晶体上观察到的生长螺线与天然金刚石上观察到的螺线不同,人造金刚石{100}面上的生长螺线是平行{111}的矩形,具有不平坦台阶,其高度通常超过几十纳米;

       (5)天然金刚石与人造金刚石之间的形态差异,以及理论预见的晶体形态与实际观察之间的差异,很可能是由于生长单元的大小不同所造成的。

       2、天然金刚石产品质量标准有哪些?

       金刚石作为装饰品是根据瑕疵杂质大小、多少、颜色等方面情况,来划分钻石的等级。作为工业用的金刚石可根据其杂质含量进行分类,亚类的划分主要依据杂质氮含量的差异。详见下表:

微信截图_20230423091905.png

I型和Ⅱ型金刚石

       3、何谓金刚石的解理面?

       晶体受力后最易分裂的面叫解理面。金刚石最好的解理面是与八面体面一致的面(见下图)。其次较常见到的解理面是与菱形十二面体面相一致的面。

微信截图_20230423092032.png

       金刚石沿(111)面网分裂(a)八面体; (b)八面体(111)面网解理面;

       4、金刚石的晶形是如何定义的?

       金刚石晶形可按外形分为:完整晶形、等积形、非等积形、连晶、聚晶等几种晶体形态。具体含义分述如下:

       (1)凡属下列情况的属完整晶形:①晶面、晶棱清晰,晶体生长饱满;②没有两个以上孪生或共生晶体;③允许有四分之一的缺角和晶面上有四分之一的蚀坑。这种晶体的金刚石晶形好、强度高、耐冲击,是最理想的切磨材料。

       (2)等积形:晶体长轴与短轴之比不超过1.5:1的为等积形。此类金刚石的质量不如完整晶体金刚石,其强度较低,但形状尚好。目前,在人造金刚石中此种类型占很大比例。

       (3)非等积形:晶体长轴与短轴之比超过1.5:1者为非等积形。此类金刚石质量差,形状不好,强度很低。

       (4)连晶:凡有两个以上共同晶面或晶棱的晶体及若干非完整晶体连生者为连晶。在使用时应将连晶破碎为单晶。

       (5)聚晶:许多微小的晶体无规则地聚合丛生称为聚晶体。此类金刚石质量差,抗压强度很低。

       5、人造金刚石的晶体结构是怎样的?

       人造金刚石是由石墨在超高温高压的条件下转变而得的,其组成元素为碳原子和少量杂质。金刚石是碳的一种结晶形态。当碳原子构成金刚石时,碳原子以4个等同的sp3杂化轨道相互成键,成为一个正四面体的结构,如下图所示。由sp3杂化轨道所形成的正四面体结构,既可以存在于立方晶系中,也可以存在于密排六方晶系中,所以金刚石具有立方金刚石和六方金刚石两种不同的晶体结构,常见的单晶体形态有六面体、八面体和菱形十二面体。

微信截图_20230423092106.png

人造金刚石的晶体结构

参考资料:

1、郑州千磨官网

2、超硬材料综合网

3、磨料磨具网

 

① 凡本网注明"来源:超硬材料网"的所有作品,均为河南远发信息技术有限公司合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明"来源:超硬材料网"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。

② 凡本网注明"来源:XXX(非超硬材料网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。

③ 如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在30日内进行。

※ 联系电话:0371-67667020

延伸推荐

河南元晶取得聚晶金刚石复合片浸出装置专利,使浸出液更...

金融界2025年1月17日消息,国家知识产权局信息显示,河南元晶超硬材料有限公司取得一项名为“一种聚晶金刚石复合片浸出装置”的专利,授权公告号CN222343608U,申请日期为2...

日期 2025-01-17   上市公司

掺硼金刚石的新发现

近日,美国的研究人员在《自然·通讯》杂志上发表了一篇重要论文,揭示了掺硼金刚石(Boron-dopedDiamond,BDD)不仅具有金刚石本身的高硬度...

日期 2025-01-17   超硬新闻

掺硼金刚石展现等离激元特性

据科技日报,美国研究人员在掺硼金刚石中发现了一种新特性——等离激元效应。这可能使生物医学和量子光学设备更加高效,并能以传统技术无法实现的方式处理信息。相关论文13日发表于《自然.通...

日期 2025-01-16   超硬新闻

力量钻石半导体高功率散热片金刚石项目建成投产

2025年1月15日,河南省力量钻石股份有限公司(以下简称力量钻石)半导体高功率散热片金刚石功能材料研发制造项目,历经一年多筹备和建设,正式建成投产。投...

日期 2025-01-16   超硬新闻

深入解析 GaN 器件金刚石近结散热技术:键合、生长...

在追求更高功率密度和更优性能的电子器件领域,GaN(氮化镓)器件因其卓越的性能而备受瞩目。然而,随着功率密度的不断提升,器件内部的热积累问题日益严重,成...

日期 2025-01-16   超硬新闻

湖南三安半导体取得生长腔体组件专利,能够快速高效地测...

金融界2025年1月15日消息,国家知识产权局信息显示,湖南三安半导体有限责任公司取得一项名为“生长腔体组件”的专利,授权公告号CN222332133U,申请日期为2024年3月。...

日期 2025-01-16   行业专利

久钻科技取得金刚石涂层拉丝模具的热化学抛光装置专利

金融界2025年1月14日消息,国家知识产权局信息显示,久钻科技(成都)有限公司取得一项名为“金刚石涂层拉丝模具的热化学抛光装置”的专利,授权公告号CN111979548B,申请日...

深圳市海明润超硬材料股份有限公司申请聚晶金刚石复合片...

金融界2025年1月14日消息,国家知识产权局信息显示,深圳市海明润超硬材料股份有限公司申请一项名为“一种聚晶金刚石复合片及其制备方法”的专利,公开号CN119282120A,申请...

日期 2025-01-14   行业专利

鄂州市金刚石工具行业冲刺“开门红”

“元旦刚过,我们就接到了今年第一笔来自伊朗、巴基斯坦500万元采购大单。目前,工人们正加班加点赶工,确保如期完成订单。”1月6日,湖北银天钻石科技有限公司生产车间负责人介绍。这是鄂...

金刚石之刃,锯切未来:深入探索金刚石锯片的制造过程

金刚石钻头锯片,作为现代工业切割领域的佼佼者,以其卓越的切割性能和广泛的应用领域,成为了石材、陶瓷、混凝土等硬脆材料加工的首选工具。本文将带您深入探索金...

日期 2025-01-13   超硬新闻