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金刚石拉丝模具材料介绍

2019-7-10 12:22:02      点击:

金刚石拉丝模具材料介绍

金刚石俗称“金刚钻”,是一种由碳元素组成的矿物,是自然界由单质元素组成的粒子物质。金刚石也是是碳同素异形体之一(还包括石墨烯,富勒烯,碳纳米管,蓝丝黛尔石等)。

金刚石是目前在地球上发现的众多天然存在中最坚硬的物质,同时金刚石不是只有在地球才有产出,现发现在天体陨落的陨石中也有金刚石的生成态相。
金刚石的用途非常广泛,例如:工艺品和工业中的切割工具。
石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石,也是贵重宝石。中国也拥有制造金刚石的技术 。需要注意,石墨与金刚石物理性质完全不同。
 石墨由于其特殊结构,而具有如下特殊性质:  1) 耐高温型:石墨的熔点为3850±50℃,沸点为4250℃,即使经超高温电弧灼烧,重量的损失很小,热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强,在2000℃时,石墨强度提高一倍。  2) 导电、导热性:石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低,甚至在极高的温度下,石墨成绝热体。  3) 润滑性:石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。  4) 化学稳定性:石墨在常温下有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。  5) 可塑性:石墨的韧性好,可年成很薄的薄片。  6) 抗热震性:石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏,温度突变时,石墨的体积变化不大,不会产生裂纹。金刚石物理化学性质  (1)化学成分:C。常含有Cr、Mn、Ti、Mg、Al、Ca、Si、N、B等。  (2)颜色:常见的为浅黄色、浅黄褐色、浅黄绿色、褐色,无色(浅黄白、白、优白)占有一定数量,玫瑰色、粉红色、浅蓝色、绿色、黑色、茶色十分稀少。  (3)透明度:无色及浅色金刚石均成透明状,在无色中的白、优白金刚石测定透过率达95%以上,深色金刚石及具毛玻璃蚀象的透明度减弱呈现半透明状,当金刚石中包体含量增加亦影响透明度。  (4)硬度:摩氏硬度10,新摩氏硬度15,显微硬度10000kg2,显微硬度比石英高1000倍,比刚玉高150倍。金刚石硬度具有方向性,八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度,菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。  (5)密度:金刚石密度与金刚石晶体中的包含物密切相关,无色透明质纯的金刚石密度为3.52g/cm3,当具有包含物时密度为3.44~3.53g/cm3。  (6)偏光性:绝大多数金刚石在偏光下显示非均性,金刚石属等轴晶系矿物,理论上应为均质性,但由金刚石形成于压力变化的地质体中,由于应力作用使金刚石晶体内结构产生局部错位,因而显示不均匀的非均质性,表现在消光上的不一致性,干涉色很低的一级灰色,极少数还可测得一轴晶干涉图像。  (7)折射率(N):2.4493(λ436μm)、2.4354(λ486μm)、2.4237(λ546μm)、2.4176(λ589μm)、2.4103(λ656μm)。  (8)反射率(R):油浸下5.308%,空气中17.29%。  (9)亲油疏水性:金刚石是一种亲油疏水性矿物,在晶体表面擦上油质后可见晕色,在晶面上滴上油珠立即扩散,而滴上水珠则不扩散,因此在选矿中利用油选可将金刚石分离出来。  (10)电磁性:金刚石为无磁性重部分矿物(p>2.9)因此在选矿中不能采用电磁选(中磁性、弱磁性)方法。  (11)导电性:绝大多数金刚石是电介质,电阻率:5×104Ω.cm,Ⅰ型及Ⅱ型(Ⅱa)金刚石为绝缘体,比电阻>1016Ω.cm,I型(H b)金刚石为P型半导体,比电阻10~103Ω.cm,温度上升到600℃或下降到-150℃时,电阻提高。  (12)刚度、强度:金刚石具有极大的弹性模量,是自然界最高的磨削材料,弹性模量达90000kg。摩擦系数小,有极高的抗磨能力,因此在金刚石选矿中利用这一特性,采用球磨机、锥形磨矿机来分离金刚石。但金刚石极脆,不能承受正向的外力撞击。  (13)熔点:金刚石熔点达4000℃,在空气中燃烧温度为850~1000℃,在纯氧中720~800℃燃烧,金刚石发出浅蓝色火焰,并转化成二氧化碳。  (14)发光性:在X射线下金刚石产生天蓝色、浅绿色荧光,在长波、短波紫外线下产生浅黄、天蓝荧光,但有相当一部分不发光。有的在日光下曝晒后发浅蓝色磷光。阴极射线下显蓝、绿荧光。  (15)光泽:属标准金刚光泽,由于熔蚀作用及毛玻璃蚀象等可出现油脂光泽或光泽减弱。  (16)色散:金刚石色散为0.044。在自然光的照射下,具备一定的入射角度在钻石表面产生分解的光谱色,俗称火彩(影响钻石火彩强弱还与体色、净度、刻面角度等有关)。  (17)热导性:金刚石热导性好,热导率高达669.89~2009.66W/(m•℃),其中Ⅱ型(Ⅱa)金刚石热导性极好,在液氮温度下为铜的2.5倍,在室温下为铜的5倍。  (18)热膨胀:热膨胀系数小。  (19)解理:|111|中等,|110|不完全。  (20)断口:见壳状。  (21)化学稳定性:化学性质非常稳定,在酸、碱中均不分解,在熔融的硝酸钠、硝酸钾、碳酸钠中溶解。