1. 炭化物コーティングダイヤモンドの製造
金属粉末とダイヤモンドを混合し、一定温度まで加熱した後、真空下で一定時間保温する原理です。この温度では、金属の蒸気圧が被覆に十分であり、同時に金属がダイヤモンド表面に吸着してコーティングダイヤモンドを形成します。
2. コーティング金属の選択
ダイヤモンドコーティングを強固で信頼性の高いものにし、コーティング組成がコーティング力に及ぼす影響をよりよく理解するためには、コーティング金属を選択する必要があります。ダイヤモンドはCの同形体であり、その格子は正四面体であることがわかっているので、金属組成をコーティングする原理は、金属が炭素に対して良好な親和性を持つことです。このようにして、特定の条件下では、界面で化学相互作用が発生し、強固な化学結合が形成され、Me-C膜が形成されます。ダイヤモンド - 金属系における浸透および接着理論は、化学相互作用は接着仕事AW> 0で特定の値に達した場合にのみ発生することを指摘しています。周期表の短周期B族金属元素、例えばCu、Sn、Ag、Zn、Geなどは、Cとの親和性が低く、接着仕事も低く、形成される結合は強くない分子結合であるため、選択すべきではありません。 Ti、V、Cr、Mn、Feなどの長い周期表の遷移金属は、C系との接着仕事が大きい。Cと遷移金属の相互作用強度はd層電子の数とともに増加するため、TiとCrは金属を覆うのにより適している。
3. ランプ実験
8500℃の温度では、ダイヤモンドはダイヤモンド表面の活性炭素原子と金属粉末の自由エネルギーに達して金属炭化物を形成できず、金属炭化物の形成に必要なエネルギーを達成するには少なくとも9000℃が必要です。ただし、温度が高すぎると、ダイヤモンドに熱燃焼損失が発生します。温度測定誤差などの影響を考慮して、コーティング試験温度は9500℃に設定されています。絶縁時間と反応速度の関係（下記）からわかるように、金属炭化物生成の自由エネルギーに達した後、反応は急速に進行し、炭化物の生成とともに反応速度は徐々に遅くなります。絶縁時間を延長すると、層の密度と品質が向上することは間違いありませんが、60分後には層の品質に大きな影響がないため、絶縁時間を1時間に設定しています。真空度は高いほど良いですが、試験条件に制限され、通常は10-3mmHgを使用します。
パッケージインセット能力強化原理
実験結果によると、コーティングダイヤモンドは未コーティングダイヤモンドよりも母体への強度が高いことが示されています。コーティングダイヤモンドが母体への高い包接力を持つ理由は、コーティングされていない人工ダイヤモンドの表面または内部に表面欠陥や微小亀裂が存在するためです。これらの微小亀裂の存在により、ダイヤモンドの強度は低下しますが、一方でダイヤモンド中のC元素は母体成分と反応することはほとんどありません。そのため、コーティングされていないダイヤモンドの母体は純粋な機械押し出し成形品であり、このような包接力は非常に弱いです。負荷がかかると、上記の微小亀裂が応力集中を引き起こし、包接力の低下につながります。一方、過負荷ダイヤモンドの場合は異なり、金属膜のめっきによりダイヤモンドの格子欠陥や微小亀裂が埋められます。コーティングダイヤモンドの強度は向上しますが、一方で微小亀裂が埋められるため、応力集中現象は発生しません。さらに重要なのは、タイヤ本体への結合金属の浸透がダイヤモンド表面の炭素化合物の浸透に変換されることです。その結果、結合金属とダイヤモンドの濡れ角は100度以上から500度未満に向上し、結合金属とダイヤモンドの濡れ性が大幅に向上しました。これにより、タイヤ本体の被覆ダイヤモンドパッケージを、従来の押し出し機械パッケージでセットした結合パッケージにすることで、被覆ダイヤモンドとタイヤ本体が結合し、胎児の体への適合性が大幅に向上しました。
パッケージの挿入力。同時に、焼結パラメータ、コーティングされたダイヤモンドの粒子サイズ、グレード、母体粒子サイズなどの他の要因もパッケージ挿入力に一定の影響を与えると考えています。適切な焼結圧力は、圧縮密度を高め、母体硬度を向上させることができます。適切な焼結温度と絶縁時間は、タイヤ本体の組成とコーティングされた金属とダイヤモンドの高温化学反応を促進し、結合パッケージをしっかりと固定し、ダイヤモンドのグレードを良好に保ち、結晶構造を類似させ、相溶性を高め、パッケージの固定性を向上させます。
劉暁輝氏より抜粋
投稿日時: 2025年3月13日
