El principio de la capa de acolchado de diamante para mejorar la capacidad del inserto del paquete

1. Producción de diamante recubierto de carburo

El principio consiste en mezclar polvo metálico con diamante, calentarlo a una temperatura fija y mantenerlo en vacío durante un tiempo determinado. A esta temperatura, la presión de vapor del metal es suficiente para recubrirlo, y al mismo tiempo, el metal se adsorbe en la superficie del diamante para formar un diamante recubierto.

2. Selección del metal revestido

Para que el recubrimiento de diamante sea firme y confiable, y para comprender mejor la influencia de la composición del recubrimiento en la fuerza del recubrimiento, se debe seleccionar el metal de recubrimiento. Sabemos que el diamante es un alomorfismo de C, y su red es un tetraedro regular, por lo que el principio de la composición del recubrimiento metálico es que el metal tenga una buena afinidad por el carbono. De esta manera, bajo ciertas condiciones, ocurre una interacción química en la interfaz, formando un enlace químico firme, y se forma una membrana Me-C. La teoría de infiltración y adhesión en el sistema diamante-metal señala que la interacción química ocurre solo cuando el trabajo de adhesión AW> 0 y alcanza un cierto valor. Los elementos metálicos del grupo B de período corto en la tabla periódica, como Cu, Sn, Ag, Zn, Ge, etc. tienen poca afinidad por C y un trabajo de adhesión bajo, y los enlaces formados son enlaces moleculares que no son fuertes y no deben seleccionarse; Los metales de transición de la tabla periódica larga, como Ti, V, Cr, Mn, Fe, etc., tienen una gran capacidad de adhesión con el sistema de C. La fuerza de interacción entre el C y los metales de transición aumenta con el número de electrones de la capa d, por lo que el Ti y el Cr son más adecuados para recubrir metales.

3. Experimento con la lámpara

A la temperatura de 8500C, el diamante no puede alcanzar la energía libre de los átomos de carbono activado en la superficie del diamante y el polvo de metal para formar carburo metálico, y al menos 9000C para lograr la energía necesaria para la formación de carburo metálico. Sin embargo, si la temperatura es demasiado alta, producirá una pérdida por quemadura térmica en el diamante. Considerando la influencia del error de medición de temperatura y otros factores, la temperatura de prueba de recubrimiento se establece en 9500C. Como puede verse en la relación entre el tiempo de aislamiento y la velocidad de reacción (abajo),? Después de alcanzar la energía libre de generación de carburo metálico, la reacción procede rápidamente, y con la generación de carburo, la velocidad de reacción se ralentizará gradualmente. No hay duda de que con la extensión del tiempo de aislamiento, la densidad y calidad de la capa mejorarán, pero después de 60 minutos, la calidad de la capa no se ve muy afectada, por lo que establecemos el tiempo de aislamiento en 1 hora; cuanto mayor sea el vacío, mejor, pero limitado a las condiciones de prueba, generalmente usamos 10-3 mmHg.

Principio de mejora de la capacidad de inserción del paquete

Los resultados experimentales muestran que el diamante recubierto es más resistente que el diamante sin recubrimiento. La razón de esta mayor capacidad de adhesión del diamante recubierto radica en que, en general, los diamantes artificiales sin recubrimiento presentan defectos superficiales y microfisuras en su superficie o interior. Debido a la presencia de estas microfisuras, la resistencia del diamante disminuye; además, el elemento C del diamante raramente reacciona con los componentes del diamante recubierto. Por lo tanto, el diamante sin recubrimiento actúa como un simple encapsulado mecánico, lo que lo hace extremadamente débil. Al aplicar carga, las microfisuras mencionadas provocan una concentración de tensiones, lo que reduce su capacidad de adhesión. En cambio, el diamante recubierto presenta una estructura diferente: gracias al recubrimiento con una película metálica, los defectos de la red cristalina y las microfisuras se rellenan, lo que aumenta su resistencia y, al rellenarse las microfisuras, elimina el fenómeno de concentración de tensiones. Más importante aún, la infiltración del metal adherido en el cuerpo del neumático se convierte en la infiltración de compuestos de carbono en la superficie del diamante. El resultado es que el ángulo de humectación del metal adherido en el diamante pasa de más de 100° a menos de 500°, lo que mejora enormemente la humectación del diamante por parte del metal adherido, haciendo que el conjunto del paquete de diamante de recubrimiento del cuerpo del neumático, establecido por el paquete mecánico de extrusión original, se convierta en un paquete de unión, es decir, la unión del diamante de recubrimiento y el cuerpo del neumático, mejorando así significativamente la resistencia del cuerpo del neumático.

Capacidad de inserción del paquete. Al mismo tiempo, también creemos que otros factores como los parámetros de sinterización, el tamaño de partícula del diamante recubierto, el grado, el tamaño de partícula del cuerpo fetal, etc., tienen cierto impacto en la fuerza de inserción del paquete. La presión de sinterización adecuada puede aumentar la densidad de prensado y mejorar la dureza del cuerpo fetal. La temperatura de sinterización y el tiempo de aislamiento adecuados pueden promover la reacción química a alta temperatura de la composición del cuerpo del neumático y el metal y diamante recubiertos, de modo que el paquete de unión se establezca firmemente, el grado del diamante sea bueno, la estructura cristalina sea similar, la fase similar sea soluble y el ajuste del paquete sea mejor.

Extracto de Liu Xiaohui