鉆石與材料的簡介

1、2021/3/10講解：XX1 材料介紹材料介紹-鉆石鉆石 工業(yè)設(shè)計二班 王永吉 2021/3/10講解：XX2 一.什么是鉆石？ v鉆石是指經(jīng)過琢磨的金剛石，金剛石是一種 天然礦物，是鉆石的原石。簡單地講，天然 鉆石是在地球深部高壓、高溫條件下形成的 一種由碳元素組成的單質(zhì)晶體。 2021/3/10講解：XX3 二.鉆石的簡介 v中文名稱：中文名稱：金剛石 v英文名稱：英文名稱：Diamond v摩氏硬度摩氏硬度：10 v 化學化學成份：成份：99.98%的碳 （C60） v物理性能：物理性能：是天然礦物中的最高硬度，其脆性也相當高，用力碰撞 仍會碎裂。源于古希臘語Adamant，意思是堅硬

2、不可侵犯的物質(zhì)，是公 認的寶石之王。鉆石的。也就是說，鉆石其實是一種密度相當高的碳結(jié) 晶體。 v常見外形：常見外形：圓形、橢圓形、欖尖形、心形、梨形、方形、三角型及 祖母綠形。圓鉆，是最常見的形狀。 v折射率折射率:2.417 v色散值：色散值：0.044（高）（高） v全內(nèi)反射：臨界角：全內(nèi)反射：臨界角：24.5 2021/3/10講解：XX4 三.鉆石的主要產(chǎn)地 v鉆石的主要產(chǎn)地是澳大利亞、博茨瓦納、加 拿大、津巴布韋、納米比亞、南非、巴西、 西伯利亞；目前世界主要的鉆石切磨中心有： 比利時安特衛(wèi)普，以色列特拉維夫，美國紐 約，印度孟買，泰國曼谷。安特衛(wèi)普有世界 鉆石之都的美譽，全世界鉆石

3、交易有一半左 右在這里完成，“安特衛(wèi)普切工”是完美切 工的代名詞 2021/3/10講解：XX5 四.鉆石的檢驗 v硬度檢驗硬度檢驗 v鉆石是已知最硬的自然生成物質(zhì)，沒有什么東西可在鉆 石上劃上痕跡，若能劃上痕跡的則絕非鉆石。 v導熱性試驗導熱性試驗 v在待辯鉆石和其它相似物品上同時呼一口氣，若是鉆石 則其表面凝聚的水霧應比其它物品上的水霧蒸發(fā)得快，這是 因為鉆石具有高導熱性的原因。 v觀察反射光觀察反射光 v用放大鏡可觀察到鉆石的腰圍處呈現(xiàn)一種很細的磨砂狀 并有亮晶晶的反射光。鉆石的這種特征是獨一無二的。 2021/3/10講解：XX6 v圖為鉆石的原石 2021/3/10講解：XX7 五.

4、天然與人造 v天然天然 v金剛石，也稱鉆石，有天然金 剛石和人造金剛石兩種。金剛石是 目前世界上已知的最硬工業(yè)材料， 它不僅具有硬度高、耐磨、熱穩(wěn)定 性能好等特性，而且以其優(yōu)秀的抗 壓強度、散熱速率、傳聲速率、電 流阻抗、防蝕能力、透光、低熱脹 率等物理性能，成為工業(yè)應用領(lǐng)域 不可替代的新材料，現(xiàn)代工業(yè)和科 學技術(shù)的瑰寶。 。 2021/3/10講解：XX8 v人造人造 v人造金剛石是加工業(yè)最硬的磨料，電子 工業(yè)最有效的散熱材料，半導體最好的晶片， 通訊元器件最高頻的濾波器，音響最傳真的 振動膜，機件最穩(wěn)定的抗蝕層等等，已經(jīng)被 廣泛應用于冶金、石油鉆探、建筑工程、機 械加工、儀器儀表、電子工業(yè)

5、、航空航天以 及現(xiàn)代尖端科學領(lǐng)域。 2021/3/10講解：XX9 六六.評價與選購評價與選購 鉆石的質(zhì)量好壞取決于鉆石的4C標準，鉆石的 4C即鉆石評價標準。它包括鉆石的卡、凈度、色級、 和切工?？ㄊ俏覀兂Ｕf的克拉，表示鉆石的大小。 凈度是指鉆石中瑕疵的多少，瑕疵少的級別就高， 可以反射出耀眼的光芒。但是如果鉆石的瑕疵多， 就可能造成鉆石的表面非常暗淡。色級是指鉆石的 顏色級別，鉆石的顏色由最罕貴的完全無色至黃、 褐色，色澤越淺的鉆石，光線越易于穿透。 2021/3/10講解：XX10 2021/3/10講解：XX11 精美的鉆石王冠 2021/3/10講解：XX12 2021/3/10講解

6、：XX13 七七.人造金剛石聚晶概況人造金剛石聚晶概況 v人造金剛石聚晶采用對金剛石呈惰性的結(jié)合 劑與金剛石顆粒在高溫高壓條件下制造而成。 同時因結(jié)合劑的熱膨脹系數(shù)與金剛石的接近， 故其耐熱溫度達到1200左右。人造金剛 石聚晶具有很好的耐磨性、熱穩(wěn)定性、抗壓 強度和抗沖擊韌性，廣泛用于地質(zhì)勘探、石 油開采和天然寶石加工業(yè)和機械加工修整工 具等領(lǐng)域。 2021/3/10講解：XX14 八八.人造金剛石聚晶分類人造金剛石聚晶分類 v（一）人造金剛石聚晶（一）人造金剛石聚晶PCD v人造金剛石聚晶PCD (Polycrystalline diamond) 用于天然鉆石腰棱的打磨拋光，這 個系列的金

7、剛石聚晶相比于天然金剛石具有 更高的研磨效率，己成眾多鉆石加工廠商的 必選。 2021/3/10講解：XX15 v（二）人造金剛石聚晶（二）人造金剛石聚晶TSP v人造金剛石聚晶TSP采用對金剛石呈惰性的結(jié)合劑與金 剛石顆粒在高溫高壓條件下制造而成。同時因結(jié)合劑的熱膨 脹系數(shù)與金剛石的接近，故其耐熱溫度達到1200左右。人 造金剛石聚晶TSP系列具有更好的熱穩(wěn)定性及更高的抗沖擊 強度和更好的耐磨性，其磨耗比可達3萬10萬,因而可滿足 地質(zhì)條件較復雜的地層鉆進需要，適用于石油鉆探，地質(zhì)勘 探，鉆頭小保徑聚晶，成本相比于天然金剛石又非常低廉， 耐磨度高.形狀有三角形、正方形、長方形、圓柱形、兩端

8、圓弧形、其多樣化適用于各種鉆探工具與地質(zhì)要求。 2021/3/10講解：XX16 九九.CVD金剛石概述金剛石概述 由于 CVD 金剛石中不含 任何金屬催化劑，因此它的 熱穩(wěn)定性接近天然金剛石。 同高溫高壓人工合成聚晶金 剛石一樣， CVD 金剛石晶 粒也呈無序排列，無脆性解 理面，因此呈現(xiàn)各向同性。 CVD金剛石現(xiàn)在被用為刀 具材料的一種。 2021/3/10講解：XX17 十十.CVD金剛石熱學性質(zhì)的應用金剛石熱學性質(zhì)的應用 CVD金剛石的一個重要性質(zhì)是它具有極高 的熱導率。在室溫條件下，金剛石的熱導率 是銅的五倍。同時，它本身又是極好的絕緣 材料。因此可以應用金剛石膜制作高功率光 電子元件的散熱器材料。CVD 金剛石光學性 質(zhì)