1. Karbidu dengto deimanto gamyba
Metalo miltelių sumaišymo su deimantu principas, kaitinimas iki fiksuotos temperatūros ir izoliacija tam tikrą laiką vakuume. Esant šiai temperatūrai, metalo garų slėgis yra pakankamas padengimui, o tuo pačiu metu metalas adsorbuojamas ant deimanto paviršiaus ir susidaro padengtas deimantas.
2. Dengto metalo pasirinkimas
Norint, kad deimantinė danga būtų tvirta ir patikima, ir geriau suprasti dangos sudėties įtaką dangos stiprumui, reikia pasirinkti dangos metalą. Žinome, kad deimantas yra C aloomorfizmas, o jo gardelė yra taisyklinga tetraedras, todėl metalo sudėties dengimo principas yra tas, kad metalas turi gerą afinitetą anglimi. Tokiu būdu, tam tikromis sąlygomis sąsajoje vyksta cheminė sąveika, susidaro tvirtas cheminis ryšys ir susidaro Me-C membrana. Infiltracijos ir sukibimo teorija deimanto ir metalo sistemoje nurodo, kad cheminė sąveika vyksta tik tada, kai sukibimo darbas AW > 0 ir pasiekia tam tikrą vertę. Trumpi periodiniai B grupės metalų elementai periodinėje lentelėje, tokie kaip Cu, Sn, Ag, Zn, Ge ir kt., turi silpną afinitetą C ir mažą sukibimo darbą, o susidariusios jungtys yra molekulinės jungtys, kurios nėra stiprios ir neturėtų būti parenkamos; Ilgosios periodinės lentelės pereinamieji metalai, tokie kaip Ti, V, Cr, Mn, Fe ir kt., pasižymi dideliu adheziniu darbu su C sistema. C ir pereinamųjų metalų sąveikos stiprumas didėja didėjant d sluoksnio elektronų skaičiui, todėl Ti ir Cr labiau tinka metalams padengti.
3. Lempos eksperimentas
Esant 8500 °C temperatūrai, deimantas negali pasiekti deimanto paviršiuje esančių aktyvuotos anglies atomų ir metalo miltelių laisvosios energijos, kad susidarytų metalo karbidas, ir bent 9000 °C temperatūroje, kad pasiektų metalo karbido susidarymui reikalingą energiją. Tačiau jei temperatūra per aukšta, deimantas patirs šiluminio degimo nuostolių. Atsižvelgiant į temperatūros matavimo paklaidos ir kitų veiksnių įtaką, dangos bandymo temperatūra nustatoma ties 9500 °C. Kaip matyti iš izoliacijos laiko ir reakcijos greičio santykio (žemiau),? Pasiekus metalo karbido susidarymo laisvąją energiją, reakcija vyksta greitai, o susidarant karbidui, reakcijos greitis palaipsniui lėtėja. Neabejotina, kad ilginant izoliacijos laiką, sluoksnio tankis ir kokybė pagerės, tačiau po 60 minučių sluoksnio kokybė labai nepakito, todėl izoliacijos laiką nustatėme 1 valandai; kuo didesnis vakuumas, tuo geriau, tačiau apsiribojant bandymo sąlygomis, paprastai naudojame 10–3 mmHg.
Pakuotės įdėklo gebėjimo stiprinimo principas
Eksperimentiniai rezultatai rodo, kad vaisiaus kūnas yra stipresnis prieš padengtą deimantą nei nepadengtas deimantas. Vaisiaus kūno stipraus įsitraukimo į padengtą deimantą priežastis yra ta, kad bet kokio nepadengto dirbtinio deimanto paviršiuje arba viduje yra paviršiaus defektų ir mikroįtrūkimų. Dėl šių mikroįtrūkimų deimanto stiprumas mažėja, kita vertus, deimanto C elementas retai reaguoja su vaisiaus kūno komponentais. Todėl nepadengto deimanto padangos korpusas yra grynai mechaninio ekstruzijos būdu pagamintas paketas, o tokio tipo pakuotės įdėklas yra labai silpnas. Patekus į apkrovą, minėti mikroįtrūkimai sukelia įtempių koncentraciją, dėl kurios sumažėja pakuotės įdėklo gebėjimas. Perdengto deimanto atvejis kitoks: dėl metalinės plėvelės padengimo užpildomi deimanto gardelės defektai ir mikroįtrūkimai, viena vertus, padidėja padengto deimanto stiprumas, kita vertus, užpildžius mikroįtrūkimus, įtempių koncentracijos reiškinys nebelieka. Dar svarbiau, kad surišto metalo infiltracija padangos korpuse paverčiama anglimi ant deimanto paviršiaus, dėl ko susidaro junginiai. Dėl to rišamasis metalas, liečiantis su deimantu, sudrėkinimo kampas padidėjo nuo daugiau nei 100° iki mažiau nei 50°, o tai žymiai pagerino rišamąjį metalą, skirtą deimantui sudrėkinti, ir padangos korpusas iš dengiančiojo deimanto paketo, kurį nustatė originalus ekstruzijos mechaninis paketas, tapo rišamuoju paketu, būtent dengiančiojo deimanto ir padangos korpuso sujungimu, taip žymiai pagerinant vaisiaus kūną.
Paketo įdėjimo gebėjimas. Tuo pačiu metu manome, kad kiti veiksniai, tokie kaip sukepinimo parametrai, padengto deimanto dalelių dydis, klasė, vaisiaus kūno dalelių dydis ir kt., turi tam tikrą įtaką pakelio įdėjimo jėgai. Tinkamas sukepinimo slėgis gali padidinti presavimo tankį ir pagerinti vaisiaus kūno kietumą. Tinkama sukepinimo temperatūra ir izoliacijos laikas gali skatinti padangos korpuso sudėties ir padengto metalo bei deimanto cheminę reakciją aukštoje temperatūroje, kad rišamasis paketas būtų tvirtai sukietėjęs, deimanto klasė būtų gera, kristalinė struktūra būtų panaši, panaši fazė būtų tirpi, o pakelis sukietėtų geriau.
Ištrauka iš Liu Xiaohui
Įrašo laikas: 2025 m. kovo 13 d.
