ダイヤモンド微量化学粉末の不純物と検出方法

国産ダイヤモンドパウダーは、より多くの|タイプの単結晶ダイヤモンドを原料としていますが、|タイプは不純物含有量が高く、強度が低いため、ローエンド市場の製品需要にしか使用できません。いくつかの国内ダイヤモンドパウダーメーカーは、I1タイプまたは四川タイプの単結晶ダイヤモンドを原料としてダイヤモンドパウダーを製造しており、その処理効率は普通のダイヤモンドパウダーよりもはるかに高く、ハイエンド市場の需要を満たすことができます。ダイヤモンドパウダーは硬度が高く、耐摩耗性に優れており、切削、研削、穴あけ、研磨などの分野で広く使用されています。科学技術の発展と進歩に伴い、ダイヤモンドパウダーに対する市場の需要はますます大きくなり、品質要件もますます高くなっています。ダイヤモンドパウダーの場合、ダイヤモンドパウダー内の不純物の量は、パウダーの製品品質と性能に直接影響します。
サイズ変更可能な種
ダイヤモンド粉末の不純物とは、ダイヤモンド粉末に含まれる炭素以外の成分を指し、粒状の外部不純物と内部不純物に分けられます。粒子外部不純物は主に原料や製造工程によって混入するもので、シリコン、鉄、ニッケル、カルシウム、マグネシウム、カドミウムなどが含まれます。粒子内部不純物はダイヤモンドの合成工程で混入するもので、主に鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、カドミウム、銅などが含まれます。ダイヤモンド粉末中の不純物は粉末粒子の表面特性に影響を与え、製品の分散を阻害します。また、鉄、ニッケルなどの不純物は、製品に異なる程度の磁性を生じさせるため、粉末の用途にも影響を及ぼします。
、不純物検出法
ダイヤモンド粉末の不純物含有量の検出方法には、重量法、原子発光分光法、原子吸光分光法など多くの方法があり、さまざまな要件に応じて異なる検出方法を選択できます。
重量分析
重量法は、総不純物含有量(燃焼温度における可燃性揮発性物質を除く)の分析および検出に適しています。主な設備には、マスター炉、分析天秤、磁器るつぼ、乾燥機などが含まれます。微粉末製品規格における不純物含有量の試験方法は、高温燃焼減量法です。規定に従ってサンプルを採取し、一定重量のるつぼに試験サンプルを採取します。試験サンプルを入れたるつぼを1000℃の炉に入れ、一定重量(許容温度+20℃)になるまで加熱します。残留重量を雑質量とし、重量百分率を計算します。
2、原子発光分光法、原子吸光分光法
原子発光分光法と原子吸光分光法は、微量元素の定性および定量分析に適しています。
(1)原子発光分析法:様々な化学元素の外部エネルギーからの電子遷移によって生成される特性放射線線を定性または定量分析する分析法です。原子発光法では約70種類の元素を分析できます。一般的に、1%未満の成分を測定することで、ダイヤモンド粉末中のppmレベルの微量元素を正確に測定できます。この方法は、光学分析において最も早く考案・開発された方法です。原子発光分析法は、様々な現代材料の定性・定量分析において重要な役割を果たしており、多元素同時検出能力、分析速度の速さ、検出限界の低さ、高精度などの利点があります。
(2)原子吸光分光法:特定の光源から放射された放射線が測定対象元素の原子蒸気を通過する際に、基底状態の原子に吸収され、その吸収度を測定することで元素分析を行うことができる。
原子吸光分析法とこれらは互いに補完し合うことができ、置き換えることはできません。

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3. 不純物の測定に影響を与える要因
1. サンプル量が検査値に与える影響
実際には、ダイヤモンド粉末のサンプリング量が試験結果に大きな影響を与えることがわかりました。サンプリング量が0.50gの場合、試験の平均偏差は大きくなります。サンプリング量が1.00gの場合、平均偏差は小さくなります。サンプリング量が2.00gの場合、偏差は小さくなりますが、試験時間が長くなり、効率が低下します。そのため、測定中にサンプリング量を盲目的に増やしても、分析結果の精度と安定性が向上するとは限らず、操作時間が大幅に長くなり、作業効率が低下します。
2. 粒子径が不純物含有量に与える影響
ダイヤモンドパウダーの粒子が細かくなるほど、パウダー内の不純物含有量が高くなります。生産時の微細ダイヤモンドパウダーの平均粒子サイズは3umで、粒子サイズが細かいため、原材料に混入した一部の酸や塩基の不溶性物質が分離しにくく、微細粒子パウダーに沈殿し、不純物含有量が増加します。また、粒子サイズが細かくなるほど、製造プロセス中に、分散剤、沈殿液、生産環境の粉塵汚染不純物など、外部への不純物が多くなります。パウダーサンプルの不純物含有量テストの研究では、粗粒ダイヤモンドパウダー製品の95%以上で不純物含有量が0.50%未満であり、細粒パウダー製品の95%以上で不純物含有量が1.00%未満であることがわかりました。したがって、パウダーの品質管理では、微粉は1.00%未満である必要があります。3umの不純物含有量は0.50%未満である必要があります。規格における不純物含有量のデータは、小数点以下2桁まで残す必要があります。粉末製造技術の進歩に伴い、粉末中の不純物含有量は徐々に減少するため、粗粉末の不純物含有量の大部分は0.10%未満です。小数点以下1桁しか残さないと、その品質を効果的に判別できません。
この記事は「超硬材料ネットワーク"


投稿日時: 2025年3月20日