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電鍍金剛石工具在各行業(yè)的應(yīng)用
電氣電子工業(yè):電鍍金剛石內(nèi)圓和外圓切割片是切削半導(dǎo)體等硬脆的貴重材料的工具。具有、切縫窄、材料損耗少等特點(diǎn)。
玻璃工業(yè):電鍍金剛石掏料刀可以直接在光學(xué)玻璃板材上掏取各種規(guī)格的光學(xué)儀器鏡頭的圓坯。電鍍金剛石磨輪、擴(kuò)孔器、鉆咀等,可以在普通平板玻璃上進(jìn)行磨邊、鉆孔、擴(kuò)孔。
砂瓦:砂瓦是用磨料和結(jié)合劑制成的塊狀固結(jié)磨具。砂瓦大多數(shù)用剛玉或碳化硅磨料和樹(shù)脂結(jié)合劑制成,也有少量用陶瓷或菱苦土結(jié)合劑制造的,通常是數(shù)塊砂瓦固定在砂輪夾盤(pán)上鑲裝成組合體后使用,每塊砂瓦之間一般有一定間隔,便于散熱和排屑。
金剛石表面生成金屬化層有溫度要求
鎢未被氧化在較低溫度下,800℃左右,就能在金剛石表面形成WC層,但從實(shí)現(xiàn)金剛石表面預(yù)金屬化所用的工藝來(lái)看,需在真空條件下、 600℃以上加熱1小時(shí)才能得到理想的結(jié)合力。以目前常用的孕鑲金剛石切削工具的燒結(jié)條件來(lái)看,在非真空或低真空中不超過(guò)900℃加熱5分鐘左右,是不大可能使金剛石表面生成金屬化層的。金剛石復(fù)合片鉆頭常用于基礎(chǔ)地層的開(kāi)孔或者是較軟地層的鉆進(jìn),堅(jiān)硬巖層推薦使用電鍍金剛石鉆頭。
電阻率及耐腐蝕性
表面電阻率是稱量膜層耐蝕性的重要指標(biāo)。類金剛石膜表面電阻高,在腐蝕介質(zhì)中表面出極高的化學(xué)惰性,從而保護(hù)基底金屬免遭外界腐蝕介質(zhì)的溶蝕。一般含氫的DLC膜電陰率比不含氫的DLC膜的高,這也許是氫穩(wěn)定了sp3鍵的緣故。沉積工藝對(duì)DLC膜遙電陰率有影響,另外離子束能量對(duì)類金剛石膜層電陰率也有較大的影響,隨著離子束能量增加大陰率增大。普通磨料固結(jié)磨具是由結(jié)合劑將普通磨料固結(jié)成一定形狀,并具有一定強(qiáng)度的磨具。
金剛石的成核機(jī)理
在研究金剛石的成核機(jī)理等基礎(chǔ)理論方面是較為完善的一種。盡管合成速度較慢約為1~2um/h,但沉積的金剛石薄膜質(zhì)量高,與基體結(jié)合好。
近發(fā)展的等離子體輔助熱絲CVD法(EACVD),不僅獲得遠(yuǎn)比一般熱絲CVD法更高的沉積速度(10—20um/h),而且金剛石膜的質(zhì)量得到顯著提高。
先將真空室抽成真空,再將熱絲加熱到1800℃~2400℃的高溫,通往含碳?xì)庠春虷2,氣體通過(guò)熱絲時(shí)被分解成原子H,CH3,C2H2等基團(tuán),這些活性基團(tuán)在800℃~1100℃的基體上反應(yīng)形成金剛石晶核,再生長(zhǎng)成金剛石膜。其中絲的材質(zhì)、溫度、絲與基體間的距離、氣體種類比例、基體溫度等對(duì)金剛石形核和生長(zhǎng)都影響。機(jī)械性能:磨料磨具中類金剛石膜具有高硬度和高彈性模量,不同的沉積方法制備的DLC膜硬度差異很大,沉積的工藝參數(shù)對(duì)DLC膜的硬度也有影響,膜層內(nèi)的成分對(duì)膜層硬度也有一定影響。