Znaczenie i rola diamentu syntetycznego w przemyśle

Cześć
Teraz trochę o diamentach, to będzie taki przedmowa do opisu narzędzi diamentowych, głownie tarcz diamentowych i wierteł, ale o tym później.
Diament jest najtwardszym ze znanych minerałów, dodatkowo pięknym i fantastycznym, węgiel w postaci krystalicznej, bo tym jest w rzeczywistości, który od dawna absorbuje dusze i umysły wszystkich ludzi.
Charakteryzuje się nader małym współczynnikiem tarcia, ma minimalny współczynnik rozszerzalności termicznej, jest chemicznie obojętny i odporny na ścieranie, jest izolatorem elektrycznym i równocześnie niezwykle dobrym przewodnikiem ciepła. Jest przeźroczystyw widmie ultrafioletowym i podczerwonym. Ze względu na tak osobliwe właściwości znajduje zastosowanie, włączając bezsprzecznie zastosowanie jubilerskie, jako zapobiegawcza powłoka diamentowa nanoszona na implanty stawów, w których zużywanie się ścierne ma fundamentalne znaczenie, czy zastawki serca człowieka, do szlifowania i docierania węglików spiekanych, drążenia skał, przeciągania drutów i prętów, obciągania ściernic ceramicznych, jako wgłębniki do pomiaru twardości i do pomiaru gładkości powierzchni, cięcia płyt wykonanych z szkła i ceramiki – czyli popularna tarcza diamentowa do gresu, obróbki ściernej szkła optycznego i zdobniczego, obróbki metali nieżelaznych i ich stopów, obróbki tworzyw sztucznych, półprzewodników, materiałów ceramicznych, szlifowania brylantów i kamieni półszlachetnych, w narzędziach stomatologicznych i chirurgicznych. Bardzo uniwersalnie, materiał ścierny w formie diamentu używa się do produkcji proszków, zawiesin, ściernic ze spoiwem żywicznym, metalowym, ceramicznym, ale także do produkowania preparatów mikroskopowych. Nas najbardziej interesuje użycie umożliwiające nader dokładną obróbkę wszystkich znanych naturalnych i sztucznych materiałów.
Diament w naturze powstał w ekstremalnych warunkach, na dużych głębokościach pod powierzchnią ziemi w wyniku kolosalnego ciśnienia dochodzącego nawet do 70-80 ton na centymetr kwadratowy w temperaturze 1100 – 1300 stopni Celsjusza. Na nieszczęście, takie okoliczności powstawania diamentu warunkują zarówno rzadkość jego występowania jak i jego wysoką cenę. Dlatego tylko sztuczna synteza diamentu mogła dać produkt, który można by zastosować w sposób przemysłowy.

ciecie-gresu-tarca-diamentowa-2
Pierwsze eksperymenty związane z syntezą diamentu nabrały rozpędu po tym jak pewien Smithson Tennat odkrył, że diament jest postacią krystaliczną węgla pierwiastkowego, a stało się to w 1766. Później starano się w laboratoriach stworzyć analogiczne warunki, co w naturze. Pierwsze patenty należą do GE, którego naukowcy w 1955 roku wyprodukowali pierwszą serię syntetycznych diamentów. Synteza bazowała na zmianie grafitu w diament (zmiana dotyczyła struktury geometrycznej) przy zastosowaniu ogromnych temperatur i ciśnień w obecności katalizatorów. W latach 80 tych zastosowano inną metodę CVD, polega ona na niskociśnieniowym wytwarzaniu diamentu syntetycznego z fazy gazowej. Technologia ta umożliwia nakładanie diamentu na duże powierzchnie. Diament taki posiada znaczną jednorodność struktury krystalograficznej i czystość chemiczną.
Aktualnie, co roku wytwarza się tony tego minerału, który niczym nie ustępuje prawdziwemu (oprócz ceny), a poza tym w warunkach kontrolowanych, jest możliwość wytwarzania ziaren o jednakowych parametrach, wielkości i struktury. Powszechność użycia go w technice wpłynęła wymownie na obniżkę jego ceny, a także ceny narzędzi z segmentami diamentowymi: tarcze diamentowe, wiertła diamentowe, ściernice diamentowe, i inne.
Przy produkcji narzędzi istotna jest klasa diamentu, im większe i bardziej regularne (zbliżone do naturalnego kryształu) ziarno diamentu, tym większe jego zdolności ścierająco-tnące. W zależności od zakresu zastosowania i rozmiaru narzędzia określono podział na ziarna w jednostkach mesh, który jest ilością oczek przypadającą na 1 cal. I tak: bardzo ogólna 8-12 mesh, ogólna 14-24 mesh, średnia 30-60 mesh, dokładna 70-120 mesh, bardzo dokładna 150-240 mesh, super dokładna 280-600 mesh.

ciecie-gresu-tarca-diamentowa-3
W technologii budowlanej (beton, grani, marmur, gres, terakota i asfalt) wykorzystuje się przede wszystkim ziarna syntetyczne o wielkości 20 – 60 mesh. Wielkość tych ziaren uzależniona jest od rodzaju obrabianego materiału. Do materiału gruboziarnistego używa się grubsze ziarno, do drobnoziarnistego drobne. Mniejsze kryształy diamentowe znacznie poprawiają, jakość cięcia, jego gładkość. Jakość ziarna zależna jest również od przybranej postaci krystalicznej. Im bardziej doskonała, tym większa wytrzymałość udarowa kryształu.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *