1. Výroba diamantu s karbidovým povlakom
Princíp spočíva v zmiešaní kovového prášku s diamantom, zahriatí na pevnú teplotu a izolácii počas určitého času vo vákuu. Pri tejto teplote je tlak pary kovu dostatočný na pokrytie a zároveň sa kov adsorbuje na povrchu diamantu za vzniku potiahnutého diamantu.
2. Výber potiahnutého kovu
Aby bol diamantový povlak pevný a spoľahlivý a aby sme lepšie pochopili vplyv zloženia povlaku na silu povlaku, je potrebné vybrať kov povlaku. Vieme, že diamant je alomorfizmus uhlíka a jeho mriežka je pravidelný tetraéder, takže princíp povlakovania kovového zloženia spočíva v tom, že kov má dobrú afinitu k uhlíku. Týmto spôsobom za určitých podmienok dochádza k chemickej interakcii na rozhraní, čím sa vytvára pevná chemická väzba a vytvára sa membrána Me-C. Teória infiltrácie a adhézie v systéme diamant-kov poukazuje na to, že k chemickej interakcii dochádza iba vtedy, keď je adhézna práca AW > 0 a dosiahne určitú hodnotu. Krátke periodické kovové prvky skupiny B v periodickej tabuľke, ako sú Cu, Sn, Ag, Zn, Ge atď., majú slabú afinitu k uhlíku a nízku adhéznu prácu a vytvorené väzby sú molekulárne väzby, ktoré nie sú silné a nemali by sa vyberať; Prechodné kovy v dlhej periodickej tabuľke, ako napríklad Ti, V, Cr, Mn, Fe atď., majú veľkú adhéznu prácu so systémom C. Interakčná sila C a prechodných kovov sa zvyšuje s počtom elektrónov vo vrstve d, takže Ti a Cr sú vhodnejšie na pokrývanie kovov.
3. Experiment s lampou
Pri teplote 8500 °C diamant nedosiahne voľnú energiu atómov aktívneho uhlíka na povrchu diamantu a kovového prášku na vytvorenie karbidu kovu a najmenej 9000 °C na dosiahnutie energie potrebnej na vytvorenie karbidu kovu. Ak je však teplota príliš vysoká, dôjde k tepelným stratám spaľovaním diamantu. Vzhľadom na vplyv chyby merania teploty a ďalších faktorov je teplota skúšky povlaku stanovená na 9500 °C. Ako je zrejmé zo vzťahu medzi časom izolácie a rýchlosťou reakcie (nižšie), po dosiahnutí voľnej energie tvorby karbidu kovu reakcia prebieha rýchlo a s tvorbou karbidu sa rýchlosť reakcie postupne spomaľuje. Niet pochýb o tom, že s predĺžením času izolácie sa hustota a kvalita vrstvy zlepšia, ale po 60 minútach už kvalita vrstvy nie je výrazne ovplyvnená, preto sme čas izolácie nastavili na 1 hodinu; čím vyššie je vákuum, tým lepšie, ale obmedzené na testovacie podmienky, zvyčajne používame 10-3 mmHg.
Princíp vylepšenia schopnosti vloženia balíka
Experimentálne výsledky ukazujú, že plodové teleso je pevnejšie voči potiahnutému diamantu ako nepotiahnutý diamant. Dôvodom silnej inkluzívnej schopnosti plodového telesa voči potiahnutému diamantu je to, že na povrchu alebo vo vnútri akéhokoľvek nepotiahnutého umelého diamantu sa nachádzajú povrchové defekty a mikrotrhliny. V dôsledku prítomnosti týchto mikrotrhlín sa pevnosť diamantu znižuje, na druhej strane prvok C diamantu zriedka reaguje so zložkami plodového tela. Preto je telo pneumatiky nepotiahnutého diamantu čisto mechanicky extrúznym obalom a tento typ obalu je extrémne slabý. Po zaťažení vedú vyššie uvedené mikrotrhliny ku koncentrácii napätia, čo má za následok zníženie inkluzívnej schopnosti obalu. Prípad nadložia diamantu je iný, vďaka pokovovaniu kovovou vrstvou sa defekty diamantovej mriežky a mikrotrhliny vyplnia, na jednej strane sa zvýši pevnosť potiahnutého diamantu, na druhej strane, po vyplnení mikrotrhlín už nedochádza k javu koncentrácie napätia. A čo je dôležitejšie, infiltrácia lepeného kovu v tele pneumatiky sa premieňa na uhlík na povrchu diamantu, teda na infiltráciu zlúčenín. Výsledkom je zmáčanie kovu na diamante z viac ako 100° na menej ako 500°, čo výrazne zlepšuje lepenie kovu pri zmáčaní diamantu a vďaka pôvodnému mechanickému extrúznemu baleniu sa diamantový obal na tele pneumatiky stáva lepeným, teda lepením diamantu na povrchu pneumatiky, čím sa výrazne zlepšuje spojenie tela pneumatiky.
Schopnosť vkladania obalu. Zároveň sa domnievame, že aj iné faktory, ako sú parametre spekania, veľkosť častíc potiahnutého diamantu, trieda, veľkosť častíc plodu atď., majú určitý vplyv na silu vkladania obalu. Vhodný tlak spekania môže zvýšiť hustotu lisovania a zlepšiť tvrdosť plodu. Vhodná teplota spekania a čas izolácie môžu podporiť chemickú reakciu medzi zložením tela pneumatiky a potiahnutým kovom a diamantom pri vysokej teplote, takže spojenie obalu je pevne stuhnuté, trieda diamantu je dobrá, kryštalická štruktúra je podobná, podobná fáza je rozpustná a obal je lepšie stuhnutý.
Úryvok z Liu Xiaohui
Čas uverejnenia: 13. marca 2025
