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金刚石的物理性质

发布时间:2015-06-15 08:04:37;浏览次数:


金刚石是目前矿物中硬度最大的一种。金刚石按成因可分为天然和人造的两大类。天然金刚石按品种和用途的不同分为9个等级。地质钻探、建材工具所用金刚石列为第九级,一般为浑圆形和碎粒金刚石。人造金刚石分为单晶和聚晶两种。单晶为人工合成的自然单个晶粒;聚集是由许多十分细小的金刚石微粒经过再次人工聚合形成大颗粒的多晶金刚石。
(一)物理性质
1,硬度
金刚石的莫氏硬度为10级。金刚石的压痕硬度大约是碳化钨的3.7倍、刚玉的4.4倍、石英的8.5倍、碳化硼的3.1倍、立方氮化硼的1.56倍。
金刚石硬度比较图
2,强度
金刚石具有极大的静抗压强度(简称强度)。它大大超过了目前工程技术中应用的主要研磨材料的强度。天然金刚石的强度约为8.8Gpa,为刚玉的3.5倍、硬质合金的1.5倍、钢的9倍。金刚石的冲击强度、抗弯强度较小,由于金刚石的脆性大,受冲击容易产生裂纹,甚至破裂,在钻进时要避免冲击、碰撞。
3,耐磨性
由于金刚石硬度较高,弹性模量极大,摩擦系数小,因而它具有最高的耐磨性和研磨能力。金刚石的研磨性比所有其它研磨材料高很多。
4,热血性质
金刚石在低温时的热膨胀系数极小,约为10*10-7.金刚石的线性膨胀系数比钢低7/8-9/10,比硬质合金低3/4-4/5。金刚石的体积膨胀平均系数为4*10-5,位钢的80%。金刚石的热膨胀性对金刚石钻头的制造非常重要。
金刚石具有良好的导热性,容易吸热,也容易散热。切削时,金刚石的导热速度比硬质合金快,是YG8硬质合金的2.5倍。钻进时,散热快有利于冷却,但吸取热量快容易造成金刚石的微烧,甚至产生碳化。热稳定性是指在高温下性能的稳定程度。金刚石的热稳定性较差,在空气中加热到300度时开始氧化;加热到800度时重量开始减轻,晶体颜色发生变化;升至900度时,金刚石质量发生明显变化,表面变得酥松且易破碎。在1000度时,金刚石完全消失,仅剩下一点与原来晶体颜色相近的残余物。温度对金刚石强度影响较大,温度升高,强度下降。

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