paaiškinkite, kodėl naudojamas deimantas, paaiškinkite, kodėl deimantas naudojamas kaip pramoninis pjovimo įrankis ir pramoninis pjovimo įrankis

Deimantas plačiai naudojamas kaip pramoninis pjovimo įrankis, daugiausia dėl jo ypatingų fizinių ir cheminių savybių, kurios suteikia jam nepakeičiamų pranašumų apdorojant itin kietas medžiagas ir apdorojant itin tiksliai{0}.

 

Čia yra išsamus paaiškinimas:

1. Itin didelis kietumas (pagrindinė priežastis)

• 10 Moho kietumo lygis: deimantas yra kiečiausia gamtoje žinoma medžiaga, jo kristalų struktūroje esantys anglies atomai kovalentiniais ryšiais sudaro trijų matmenų tinklo struktūrą, todėl jas lengva pjaustyti kitas medžiagas (įskaitant kietuosius lydinius, keramiką, stiklą ir kt.).
• Naudojimo scenarijus: Naudojamas apdirbant itin kietas medžiagas, kurias sunku pjaustyti tradiciniais įrankiais, pvz., volframo karbidu, cirkonio oksido keramika, granitu ir kt.

 

2. Puikus atsparumas dilimui

• Deimantų nusidėvėjimo greitis yra daug mažesnis nei įrankių medžiagų, tokių kaip kietieji lydiniai ir keramika, o jo eksploatavimo trukmė gali pailgėti nuo dešimties iki šimtų kartų, todėl sumažėja prastovų ir įrankių keitimo dažnis, todėl jis tinkamas didelio masto ir efektyviai gamybai.

 

3. Didelis šilumos laidumas

• Šilumos laidumas yra itin stiprus (apie 1000-2000 W/m · K), kuris gali greitai išsklaidyti šilumą iš pjovimo srities, išvengiant ruošinio terminės deformacijos ir terminio įrankio pažeidimo, ypač tinka apdirbant dideliu greičiu.

 

4. Mažas trinties koeficientas

• Lygus paviršius su mažu trinties koeficientu, sumažinantis atsparumą pjovimui, sumažinantis energijos sąnaudas ir pagerinantis ruošinio paviršiaus lygumą (iki veidrodžio efekto).

 

5. Cheminis stabilumas ir tikslumas

• Resistant to acid and alkali corrosion at room temperature, but it should be noted that chemical reactions may occur with iron-based metals (iron, nickel, cobalt) at high temperatures (>700 laipsnių), todėl jis netinkamas juodųjų metalų (pvz., plieno ir ketaus) apdirbimui.
• Pjovimo briauna gali būti nušlifuota iki nanometrinio ryškumo, tinkama mikrometro lygio itin tiksliam apdirbimui (pvz., optiniams lęšiams, puslaidininkių komponentams).

 

 

Apribojimai ir įveikos strategijos

 

1. Trapumas: Deimantas yra prastai kietas ir linkęs skilti, todėl netinkamas pjaustyti pertraukiamoms apkrovoms ar smūgiams.
2. Aukštos temperatūros oksidacija: kaitinant iki 800 laipsnių ore, sukels oksidaciją arba grafitizaciją, todėl reikia kontroliuoti pjovimo temperatūrą.
3. Geležies grupės metalų reakcija: kubinis boro nitridas (CBN) dažniausiai naudojamas kaip pakaitalas apdorojant plieno dalis.
4. Didelė kaina: natūralūs deimantiniai įrankiai yra brangūs, o dirbtinio polikristalinio deimantinio (PCD) arba cheminio garų nusodinimo (CVD) deimantų dangos dažniausiai naudojamos pramonėje siekiant sumažinti išlaidas.

 

Tipiški pramoninio pritaikymo scenarijai

1. Tikslus spalvotųjų metalų apdirbimas{0}}: labai lygus aviacijos ir kosmoso komponentų, pvz., aliuminio, vario ir titano lydinių, pjovimas.

2. Nemetalinių kietų medžiagų apdorojimas: akmens, betono ir anglies pluošto kompozitinių medžiagų pjovimas ir poliravimas.
3. Tikslioji gamybos pramonė: puslaidininkių silicio plokštelių pjovimas, optinio stiklo graviravimas.
4. Naftos gręžimas: PCD grąžtai naudojami geologiniams tyrimams.

 

santrauka
Deimantas, pasižymintis trimis pagrindiniais privalumais – kietumu, atsparumu dilimui ir šilumos laidumu – tapo „paskutiniu įrankiu“ pramoninio pjovimo srityje, ypač nepakeičiamu precizinio apdirbimo ir itin kietų medžiagų apdirbimo srityse. Tačiau jo taikymui reikia derinti medžiagos savybes (išvengti geležies grupės metalų) ir apdorojimo sąlygas (išvengti poveikio), taip pat naudoti sintezės technologiją, siekiant sumažinti išlaidas ir išplėsti pramoninį pritaikymą.