研磨剤は、材料を研削、切断、研磨、または除去するために使用される物質であり、通常は硬度が高くなります。 ダイヤモンドは、超硬材料として、最も一般的に使用される研磨剤の1つです。
目次
ダイヤモンド砥粒の紹介
- 化学組成：天然ダイヤモンドは、グラファイトと炭素の同素体である炭素の結晶状態であり、主な不純物はN(0.01~0.25%)です。
- 色：純粋なダイヤモンドは透明で無色で、さまざまな不純物や結晶欠陥の存在により色が異なります。 天然ダイヤモンドは淡い黄色がほとんどですが、人工ダイヤモンドは黄緑色です。
- 形而下：高融点、高熱伝導率、高抵抗率、密度ρ= 3.51524g / cm3。
- 化学的性質:疎水性、親油性、室温で不活性、1000°Cに加熱すると、個々の酸化剤を除いて化学試薬によって腐食されません。
- 酸化：ダイヤモンドが純酸素中で600°Cを超えると、ダイヤモンドの光沢が失われ始め、黒い肌がグレーになります。 燃焼は700~800°Cで始まります。
- 人工ダイヤモンドが空気中で酸化を始める温度は740~840°C、燃え始める温度は850~1000°Cです
ダイヤモンド研磨剤の種類
ナチュラルダイヤモンド(D) ：これらの研磨剤は、自然界のダイヤモンド鉱石から来ており、高い純度と硬度を持っています。
合成ダイヤモンド(SD) ：合成ダイヤモンドとも呼ばれ、高温高圧技術によって人工的に合成され、価格は比較的安価ですが、性能は天然ダイヤモンドに匹敵します
人工金属コーティングダイヤモンド(SDC)：ダイヤモンドの表面をニッケル、銅、コバルトなどの金属膜でコーティングすることにより、性能と用途を向上させる特殊処理ダイヤモンド砥粒。
ダイヤモンド研磨剤の特性
超高硬度：ダイヤモンドは自然界で最も硬い物質で、モース硬度はモース硬度10であるため、切断、研削、研磨のプロセスで無敵です。 タングステン鋼、ガラス、セラミックス、石など、硬度の高いさまざまな材料を効果的に処理できます。
強力な耐摩耗性：ダイヤモンドは摩耗に対しても非常に耐性があり、急激な摩耗なしに長期間使用できるため、長期間の研削プロセスで効率的です。
化学的安定性：ダイヤモンドは常温常圧で化学的に安定しており、ほとんどの化学物質と反応しにくいです。
※ 補足：ダイヤモンドは、鉄族元素が炭素に対して強い親和性を持つため、高温環境下で鉄、ニッケル、コバルトなどの鉄族元素と化学反応します。 温度が上昇すると、これらの金属はダイヤモンドの炭素原子への分解を触媒し、炭素原子は金属と炭化物を形成するか、金属に溶解します。 この反応により、ダイヤモンドの摩耗が加速し、硬度と耐久性が低下するため、鉄元素を含む材料の加工には適していません。
高温に耐性がない：研削温度>600°Cの場合、ダイヤモンドは希土類元素、La、Ceなどの一部の元素に溶解するか、耐熱遷移元素、Ti、Zrなどの特定の元素で炭化物を合成し、砥石の損失を加速し、加工には適していません。
人工ダイヤモンドの合成機器および原料
合成ダイヤモンドの主な製造方法は、1.高温高圧、2.爆発法、3.CVDです
高温高圧方式：天然ダイヤモンドが形成される条件を模倣して作られた合成ダイヤモンドです。 この手法は、地殻深部の高温高圧環境を再現し、炭素原子を結晶化してダイヤモンド構造にするもので、通常は10GPaの高圧と3000°Cの高温が必要です。
(続きを読む：ダイヤモンド合成法 – 高温高圧)
静水圧法：静水圧触媒法、静水圧直接変換法、シード触媒法を含む。 研磨材グレードの人工ダイヤモンドの製造や、宝石品質のダイヤモンドの合成に使用されます。
動圧法：爆薬ストロングを含む、液体排出法、直接六角形のダイヤモンドに変換されます。 爆発法は、ナノスケールのダイヤモンドの開発に使用されています。
(続きを読む：ダイヤモンド合成 – 爆発する)
不安定な領域でのダイヤモンドの成長方法：気相成長法(CVD)に含む、液相エピタキシャル成長法、気液固相エピタキシャル成長法、常圧および室温合成法。 蒸着法は、主に微結晶ダイヤモンドおよびナノダイヤモンド膜の開発と応用に使用されます。
(続きを読む：ダイヤモンド合成法 – 化学蒸着)
ダイヤモンド研磨剤の応用
切断と研削：ダイヤモンド砥粒は、硬い材料、ダイヤモンド砥石、ダイヤモンド砥石、ダイヤモンド旋削工具などのダイヤモンド研削工具の切断、研削、研磨によく使用されます。
彧 ：ダイヤモンド砥粒は研磨に広く使用されており、主に高硬度材料の超精密表面処理に使用されています。 ダイヤモンドの超高硬度と微細な切断能力により、ナノメートルの表面仕上げを実現でき、ガラス、セラミック、超硬合金、宝石などの研磨材料に適しています。
超精密加工：ダイヤモンド砥粒は、電子部品や光学部品の製造など、ミクロン単位の微細加工に使用されています。
高温耐性産業：ダイヤモンドは耐熱性が高いため、航空宇宙産業や自動車産業の製造など、高温環境の一部の研磨剤にも広く使用されています。
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