1. Proizvodnja diamantov s karbidno prevleko
Načelo mešanja kovinskega prahu z diamantom, segrevanja na fiksno temperaturo in izolacije za določen čas v vakuumu. Pri tej temperaturi je parni tlak kovine zadosten za prekrivanje, hkrati pa se kovina adsorbira na površino diamanta in tvori prevlečen diamant.
2. Izbira prevlečene kovine
Da bi bila diamantna prevleka trdna in zanesljiva ter da bi bolje razumeli vpliv sestave prevleke na silo prevleke, je treba izbrati kovino prevleke. Vemo, da je diamant alomorfizem C, njegova mreža pa je pravilen tetraeder, zato je načelo prevleke kovinske sestave to, da ima kovina dobro afiniteto do ogljika. Na ta način pod določenimi pogoji pride do kemične interakcije na vmesniku, ki tvori trdno kemično vez in nastane Me-C membrana. Teorija infiltracije in adhezije v sistemu diamant-kovina poudarja, da do kemične interakcije pride le, ko je adhezijsko delo AW > 0 in doseže določeno vrednost. Kratkoperiodični kovinski elementi skupine B v periodnem sistemu, kot so Cu, Sn, Ag, Zn, Ge itd., imajo slabo afiniteto do C in nizko adhezijsko delo, nastale vezi pa so molekularne vezi, ki niso močne in jih ne bi smeli izbrati; Prehodne kovine v dolgem periodnem sistemu, kot so Ti, V, Cr, Mn, Fe itd., imajo veliko adhezijsko delo s sistemom C. Moč interakcije med C in prehodnimi kovinami se povečuje s številom elektronov v plasti d, zato sta Ti in Cr bolj primerna za prekrivanje kovin.
3. Poskus s svetilko
Pri temperaturi 8500 °C diamant ne more doseči proste energije atomov aktivnega ogljika na površini diamanta in kovinskega prahu za tvorbo kovinskega karbida, za tvorbo kovinskega karbida pa vsaj 9000 °C. Če pa je temperatura previsoka, bo to povzročilo toplotne izgube zaradi gorenja diamanta. Glede na vpliv napake pri merjenju temperature in drugih dejavnikov je temperatura preskusa prevleke nastavljena na 9500 °C. Kot je razvidno iz razmerja med časom izolacije in hitrostjo reakcije (spodaj), ko je dosežena prosta energija nastajanja kovinskega karbida, reakcija poteka hitro in z nastajanjem karbida se hitrost reakcije postopoma upočasnjuje. Ni dvoma, da se bosta s podaljšanjem časa izolacije gostota in kakovost plasti izboljšali, vendar po 60 minutah kakovost plasti ni bistveno prizadeta, zato smo čas izolacije nastavili na 1 uro; višji kot je vakuum, boljši je, vendar omejeno na preskusne pogoje, običajno uporabljamo 10-3 mmHg.
Načelo izboljšanja sposobnosti vstavka paketa
Eksperimentalni rezultati kažejo, da je plodno telo močnejše od prevlečenega diamanta kot neprevlečenega diamanta. Razlog za močno sposobnost vključevanja plodnega telesa v prevlečeni diamant je v tem, da so na površini ali v notranjosti katerega koli neprevlečenega umetnega diamanta površinske napake in mikrorazpoke. Zaradi prisotnosti teh mikrorazpok se trdnost diamanta zmanjša, po drugi strani pa element C diamanta redko reagira s komponentami plodnega telesa. Zato je telo pnevmatike neprevlečenega diamanta zgolj mehansko ekstrudirana embalaža, ta vrsta embalaže pa je izjemno šibka. Ko je obremenjena, zgornje mikrorazpoke povzročijo koncentracijo napetosti, kar ima za posledico zmanjšanje odpornosti embalaže. Primer preobremenjenega diamanta je drugačen, saj se zaradi prevleke s kovinsko folijo napake diamantne mreže in mikrorazpoke zapolnijo, po eni strani se trdnost prevlečenega diamanta poveča, po drugi strani pa zaradi zapolnjenosti mikrorazpok ni več pojava koncentracije napetosti. Še pomembneje je, da se infiltracija vezane kovine v ohišje pnevmatike pretvori v ogljik na površini diamanta, infiltracijo spojin. Rezultat je, da se kot omočenja kovine z diamantom spremeni z več kot 100° na manj kot 500°, kar znatno izboljša omočenje kovine z diamantom, zaradi česar se pokrivni diamantni paket s prvotnim mehanskim ekstruzijskim paketom oblikuje v vezani paket, in sicer se pokrivni diamant in ohišje pnevmatike vežeta, s čimer se znatno izboljša oprijem telesa pnevmatike.
Sposobnost vstavljanja paketa. Hkrati menimo, da imajo tudi drugi dejavniki, kot so parametri sintranja, velikost delcev prevlečenega diamanta, razred, velikost delcev ploda itd., določen vpliv na silo vstavljanja paketa. Ustrezen tlak sintranja lahko poveča gostoto stiskanja in izboljša trdoto ploda. Ustrezna temperatura sintranja in čas izolacije lahko spodbudita visokotemperaturno kemično reakcijo med sestavo telesa pnevmatike ter prevlečeno kovino in diamantom, tako da je vezni paket trdno strjen, razred diamanta je dober, kristalna struktura je podobna, podobna faza je topna in paket se bolje strdi.
Odlomek iz Liu Xiaohui
Čas objave: 13. marec 2025
