你以为金刚石已经够硬了?专家揭秘其超强疏水性和“材料之最”!

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1、金刚石“材料之最”?

金刚石具有一系列极其优异的物理特性,其中一些则是已知材料中之最,如:

硬度最高:金刚石的显微硬度为 90 GPa。

杨氏模量最大:金刚石的杨氏模量约为 1 100 GPa。

导热率最高:Ⅱa型天然金刚石的热导率为 20 W/(cm•K)(在 298 K 时):人造宝石级金刚石的热导率可达到甚至超过Ⅱa型天然金刚石的热导率值;同位素纯的人造大颗粒单晶金刚石的热导率可达 33W/(cm•K)(在 300K 时)。

摩尔密度最大:金刚石的摩尔密度为 0.293 克原子/cm3

声速最快:金刚石的声速约为 18.2 km/s。

透波波段最宽:Ⅱa型天然金刚石的透波波段从 200 nm 的紫外光、可见光、红外光(2. 5~7. 8 µm 除外)、远红外光直至微波。 宝石级人造金刚石与天然金刚石类似。

禁带宽度大:金刚石的禁带宽度为5.5 eV。

其主要通性见下表。

金刚石主要通性

2、金刚石为什么具有疏水性?

金刚石对水不润湿,而容易粘油。 这种疏水亲油的特征是金刚石的sp3杂化的非极性键的本质决定的。 这一特征不仅提示可以用油脂去提取金刚石,而且在制造金刚石工具时,宜选用含有亲油基团的有机物作为金刚石的润湿剂。

3、金刚石磁化率能否衡量金刚石质量?

金刚石的磁化率测定就是测量金刚石样品的磁化强度,金刚石是由碳原子构成的,纯净的金刚石应该是不感磁的,由于金刚石合成时使用金属作触媒,合成的金刚石内部含有不同质量的金属杂质,尤其是晶体内的包裹体致使金刚石具有磁性,因此,人造金刚石的磁性(磁化率)的大小,不仅与其内部杂质、包裹体含量、成分具有直接关系,并且也与它的理化性质和质量指标(如韧性、强度、密度、热稳定性、色泽、透明度等)存在密切的关系。

通过测定磁化率这种简便的无损检测方式,表征人造金刚石的杂质含量、韧性、强度、热稳定性等性质,具有重要的实用价值。一般金刚石的磁化率越低,则金刚石的杂质含量越少,其韧性越好,透明度越好,金刚石工具的磨损性能也就愈好,国外一些大公司巳将磁化率测试作为一个内控指标来控制金刚石的质量。

4、人造金刚石质量检测的国内国际标准指标?

目前国内规定的人造金刚石质量检测标准主要包括:粒度组成;抗压强度;堆积密度;杂质含量;冲击韧性。

国际上常用的人造金刚石质量检测标准主要包括:冲击韧性(TI); 热冲击韧性(TTI);偏心率(ECC); 抗压破碎强度(CFS); 晶形系数τ值;每克拉金刚石颗粒数(PCC)。

参考资料:

1、郑州千磨官网

2、超硬材料综合网

3、磨料磨具网返回搜狐,查看更多

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