钻石与材料的简介.ppt

1、材料介绍-钻石,工业设计二班 王永吉,一.什么是钻石？,钻石是指经过琢磨的金刚石，金刚石是一种天然矿物，是钻石的原石。简单地讲，天然钻石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体。,二.钻石的简介,中文名称：金刚石 英文名称：Diamond 摩氏硬度：10 化学成份：99.98%的碳 （C60） 物理性能：是天然矿物中的最高硬度，其脆性也相当高，用力碰撞仍会碎裂。源于古希腊语Adamant，意思是坚硬不可侵犯的物质，是公认的宝石之王。钻石的。也就是说，钻石其实是一种密度相当高的碳结晶体。 常见外形：圆形、椭圆形、榄尖形、心形、梨形、方形、三角型及祖母绿形。圆钻，是最常见的形状

2、。 折射率:2.417 色散值：0.044（高） 全内反射：临界角：24.5,三.钻石的主要产地,钻石的主要产地是澳大利亚、博茨瓦纳、加拿大、津巴布韦、纳米比亚、南非、巴西、西伯利亚；目前世界主要的钻石切磨中心有：比利时安特卫普，以色列特拉维夫，美国纽约，印度孟买，泰国曼谷。安特卫普有世界钻石之都的美誉，全世界钻石交易有一半左右在这里完成，“安特卫普切工”是完美切工的代名词,四.钻石的检验,硬度检验 钻石是已知最硬的自然生成物质，没有什么东西可在钻石上划上痕迹，若能划上痕迹的则绝非钻石。 导热性试验 在待辩钻石和其它相似物品上同时呼一口气，若是钻石则其表面凝聚的水雾应比其它物品上的水雾蒸发得快

3、，这是因为钻石具有高导热性的原因。 观察反射光 用放大镜可观察到钻石的腰围处呈现一种很细的磨砂状并有亮晶晶的反射光。钻石的这种特征是独一无二的。,图为钻石的原石,五.天然与人造,天然 金刚石，也称钻石，有天然金刚石和人造金刚石两种。金刚石是目前世界上已知的最硬工业材料，它不仅具有硬度高、耐磨、热稳定性能好等特性，而且以其优秀的抗压强度、散热速率、传声速率、电流阻抗、防蚀能力、透光、低热胀率等物理性能，成为工业应用领域不可替代的新材料，现代工业和科学技术的瑰宝。 。,人造 人造金刚石是加工业最硬的磨料，电子工业最有效的散热材料，半导体最好的晶片，通讯元器件最高频的滤波器，音响最传真的振动膜，机件

4、最稳定的抗蚀层等等，已经被广泛应用于冶金、石油钻探、建筑工程、机械加工、仪器仪表、电子工业、航空航天以及现代尖端科学领域。,六.评价与选购,钻石的质量好坏取决于钻石的4C标准，钻石的4C即钻石评价标准。它包括钻石的卡、净度、色级、和切工。卡是我们常说的克拉，表示钻石的大小。净度是指钻石中瑕疵的多少，瑕疵少的级别就高，可以反射出耀眼的光芒。但是如果钻石的瑕疵多，就可能造成钻石的表面非常暗淡。色级是指钻石的颜色级别，钻石的颜色由最罕贵的完全无色至黄、褐色，色泽越浅的钻石，光线越易于穿透。,精美的钻石王冠,七.人造金刚石聚晶概况,人造金刚石聚晶采用对金刚石呈惰性的结合剂与金刚石颗粒在高温高压条件下制

5、造而成。同时因结合剂的热膨胀系数与金刚石的接近，故其耐热温度达到1200左右。人造金刚石聚晶具有很好的耐磨性、热稳定性、抗压强度和抗冲击韧性，广泛用于地质勘探、石油开采和天然宝石加工业和机械加工修整工具等领域。,八.人造金刚石聚晶分类,（一）人造金刚石聚晶PCD 人造金刚石聚晶PCD (Polycrystalline diamond) 用于天然钻石腰棱的打磨抛光，这个系列的金刚石聚晶相比于天然金刚石具有更高的研磨效率，己成众多钻石加工厂商的必选。,（二）人造金刚石聚晶TSP 人造金刚石聚晶TSP采用对金刚石呈惰性的结合剂与金刚石颗粒在高温高压条件下制造而成。同时因结合剂的热膨胀系数与金刚石的接

6、近，故其耐热温度达到1200左右。人造金刚石聚晶TSP系列具有更好的热稳定性及更高的抗冲击强度和更好的耐磨性，其磨耗比可达3万10万,因而可满足地质条件较复杂的地层钻进需要，适用于石油钻探，地质勘探，钻头小保径聚晶，成本相比于天然金刚石又非常低廉，耐磨度高.形状有三角形、正方形、长方形、圆柱形、两端圆弧形、其多样化适用于各种钻探工具与地质要求。,九.CVD金刚石概述,由于 CVD 金刚石中不含任何金属催化剂，因此它的热稳定性接近天然金刚石。同高温高压人工合成聚晶金刚石一样， CVD 金刚石晶粒也呈无序排列，无脆性解理面，因此呈现各向同性。CVD金刚石现在被用为刀具材料的一种。,十.CVD金刚石热学性质的应用,CVD金刚石的一个重要性质是它具有极高的热导率。在室温条件下，金刚石的热导率是铜的五倍。同时，它本身又是极好的绝缘材料。因此可以应用金刚石膜制作高功率光电子元件的