天长市振华拉丝模厂
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金刚石拉丝模具原材料的发展历史
       18世纪末,线上外围赌球|线上赌球游戏|线上赌球网站:人们发现身价高贵的金刚石竟然是碳的一种同素异形体,从此,制备人造金刚石就成为了许多科学家的光荣与梦想。 一个世纪以后,石墨 —— 碳的另一种单质形式被发现了,人们便尝试模拟自然过程,让石墨在超高温高压的环境下转变成金刚石。为了缩短反应时间,需要2000℃高温和5.5万个大气压的特殊条件。
 
       1955年,美国通用电气公司专门制造了高温高压静电设备,得到世界上第一批工业用人造金刚石小晶体,从而开创了工业规模生产人造金刚石磨料的先河,他们的年产量在20吨左右;不久,杜邦公司发明了爆炸法,利用瞬时爆炸产生的高压和急剧升温,也获得了几毫米大小的人造金刚石。
       金刚石薄膜的性能稍逊于金刚石颗粒,在密度和硬度上都要低一些。即便如此,它的耐磨性也是数一数二,仅5微米厚的薄膜,寿命也比硬质合金钢长10倍以上。我们知道,唱片的唱针在微小的接触面上要经受极大的压力,同时要求极长的耐磨寿命,只要在针尖上沉积上一层金刚石薄膜,它就可以轻松上阵了。如果在塑料、玻璃的外面用金刚石薄膜做耐磨涂层,可以大大扩展其用途,开发性能优越又经济的产品。
更重要的是,薄膜的出现使金石的应用突破了只能作为切削工具的樊篱,使其优异的热、电、声、光性能得以充分发挥。金刚石薄膜已应用在半导体电子装置、光学声学装置、压力加工和切削加工工具等方面,其发展速度惊人,在高科技领域更加诱人。
      用人工方法使非金刚石结构的碳转变为金刚石结构的碳,并且通过成核和生长形成单晶和多晶金刚石,或把细粒金刚石在高压高温下烧结成多晶金刚石。这是高压研究在生产上得到应用的一个重要实例。
从热力学观点出发,决定石墨等非金刚石结构的碳质原料能否转变成金刚石的相变条件是后者的自由能必须小于前者。这种相变过程是在高压、高温或者还有其他组分参与的条件下进行的。一定的压力、温度和组元浓度等可以使系统的内能发生变化,从而使价电子可处能级的统计权重发生相应的变化。这就可能出现电子转移和组成新的键合状态的电子结构,即发生了相变。如果系统中能量变化有利于在固体中发生这种电子结构的变化,则高压高温相变发生在固态,否则就可能发生在熔态或汽态。在熔体中发生这种变化的条件是,键合特征的价电子分布的统计权重相应降低,远程有序的作用趋于消失,原子配位数发生变化;而电子处于激发态的统计权重趋于增大,近程有序作用相应增强。气体中发生这种变化的条件是,单质原子间或化合物的键合分子间的电子能级趋于消失,所有的电子转移到单原子或分子能级上去,这样,电子处于激发态的统计权重更为增大。因此,人造金刚石可以在固态,也可在熔态和汽态条件下进行,这取决于压力、温度和组元浓度等因素引起系统内能的变化情况。从动力学观点出发,还要求石墨等碳质原料转变成金刚石时具有适当的转变速率。在金刚石成核率和生长速率同时处于极大值时的相变速率最大。
自18世纪证实了金刚石是由纯碳组成的以后,就开始了对人造金刚石的研究,只是在20世纪50年代通过高压研究和高压实验技术的进展,才获得真正的成功和迅速的发展。人造金刚石的具体方法多达十几种。按所用技术的特点可归纳为静压、动压和低压等三种方法。按金刚石的形成特点可归纳为直接、熔媒和外延等三类方法。图表示碳的压力-温度(□-□)相图和三种方法人造金刚石的实验区。1区为直接法人造金刚石的实验区,2区为熔媒法人造金刚石的实验区,3区为外延法人造金刚石的实验区。

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