Diament syntetyczny

Ocena użytkowników:  / 2
SłabyŚwietny 

Witam
     Dzisiaj nieco o diamentach, to będzie taki prolog do opisu narzędzi diamentowych, głownie tarcz diamentowych i wierteł, ale o tym później.Diament jest najtwardszym ze znanych minerałów, również ślicznym i fascynującym, węgiel w postaci krystalicznej, bo tym jest w rzeczywistości, który od dawna absorbuje dusze i umysły wszystkich ludzi.


     Charakteryzuje się bardzo małym współczynnikiem tarcia, ma najmniejszy współczynnik rozszerzalności termicznej, jest chemicznie obojętny i odporny na ścieranie, jest izolatorem elektrycznym i równocześnie nader dobrym przewodnikiem ciepła. Jest przeźroczystyw widmie ultrafioletowym i podczerwonym. Ze względu na tak unikatowe właściwości znajduje zastosowanie, włączając bez wątpienia zastosowanie jubilerskie, jako ochronna 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, 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 stosuje się do produkcji proszków, zawiesin, ściernic ze spoiwem żywicznym, metalowym, ceramicznym, ale także do produkowania preparatów mikroskopowych. Nas najbardziej interesuje wdrożenie umożliwiające nader precyzyjną obróbkę wszystkich znanych naturalnych i sztucznych materiałów mineralnych takich jak beton, gres, żelbet.
Diament w naturze powstał w skrajnych warunkach, na znacznych głębokościach pod powierzchnią ziemi w wyniku astronomicznego ciśnienia dochodzącego nawet do 70-80 ton na centymetr kwadratowy w temperaturze 1100 - 1300 stopni Celsjusza. Na nieszczęście, takie okoliczności powstawania diamentu determinują zarówno rzadkość jego występowania jak i jego wysoką cenę. Dlatego wyłącznie sztuczna synteza diamentu mogła dać produkt, który można by wdrożyć w sposób przemysłowy.


      Pierwsze badania związane z syntezą diamentu nabrały rozpędu po tym jak niejaki Smithson Tennat odkrył, że diament jest postacią krystaliczną węgla pierwiastkowego, a stało się to w 1766. Później starano się w laboratoriach stworzyć podobne warunki, co w naturze. Pierwsze patenty należą do GE, którego naukowcy w 1955 roku wyprodukowali pierwszą partię syntetycznych diamentów. Synteza polegała na zmianie grafitu w diament (zmiana dotyczyła struktury geometrycznej) przy użyciu ogromnych temperatur i ciśnień w obecności katalizatorów. W latach 80 tych wdrożono inną metodę CVD, polega ona na niskociśnieniowym wytwarzaniu diamentu syntetycznego z fazy gazowej. Technika 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 nadzorowanych, jest możliwość wytwarzania ziaren o jednakowych parametrach, wielkości i struktury. Powszechność zastosowania go w technice wpłynęła doniośle na spadek 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 symetryczne (zbliżone do naturalnego kryształu) ziarno diamentu, tym większe jego zdolności ścierająco-tnące. W zależności od zakresu zastosowania i rozmiaru narzędzia uzgodniono 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.
 W technice budowlanej (beton, grani, marmur, gres, terakota i asfalt) stosuje się przede wszystkim ziarna syntetyczne o wielkości 20 - 60 mesh. Wielkość tych ziaren uzależniona jest od rodzaju obrabianego materiału. Do materiału gruboziarnistego stosuje się grubsze ziarno, do drobnoziarnistego drobne. Mniejsze kryształy diamentowe znacznie poprawiają, jakość cięcia, jego gładkość. Postać ziarna zależna jest dodatkowo od przybranej postaci krystalicznej. Im bardziej doskonała, tym większa wytrzymałość udarowa kryształu.