金屬氧化物包裹體的雜質(zhì)分析高溫金相顯微鏡 人造金剛石制成磨具或鉆頭,要經(jīng)過高溫焙燒.為了防止金剛石氧化引起質(zhì)量變化,通常在氫、氮混合氣體中進(jìn)行。試驗結(jié)果表明,即使在保護(hù)環(huán)境下,高溫焙燒亦對金剛石抗壓強(qiáng)度有較大影響. 試驗是這樣進(jìn)行的:在保護(hù)環(huán)境中,將試樣在不同溫度下焙燒,保溫半小時后冷卻至室溫,取出試樣,測定單顆??箟簭?qiáng)度.溫度范圍選在700-1300℃,示.從圖中可以看出,從900℃開始,強(qiáng)度突然劇烈下降.配合顯微鏡觀察,發(fā)現(xiàn)也是從900℃開始,隨著焙燒溫度增高,顆粒顏色有變化,并且出現(xiàn)熔蝕空洞.當(dāng)培燒至1000℃時,有少最游離碳出現(xiàn).經(jīng)物相分析表明,升溫到1300℃時,金剛石中的觸媒雜質(zhì)以金屬碳化物、合金等物相存在. 因此,建議在制造人造金剛石工具時,焙燒溫度不得超過900℃,以免引起焙燒過程中抗壓強(qiáng)度的嚴(yán)重降低. 制成磨具后的人造金剛石在使用過程中,由于摩擦生熱,還會在空氣中甚至受到1000℃左右瞬時高溫的威脅.一般可以用高溫顯微鏡觀察空氣中金剛石的熱穩(wěn)定性.人造金剛石在空氣中加熱到一定溫度時,首先出現(xiàn)金剛石透明度的消失,最后碳被氧化生成二氧化碳逸去,包裹體的雜質(zhì)相成骨架殘存下來,這種殘渣主要是一些金屬氧化物.如果將透明度消失的溫度定義為表面碳化溫度,則不同產(chǎn)品表面碳化溫度大致在500-800℃之間變化.品體完整、黃綠色、雜質(zhì)少的人造金剛石,其表面碳化溫度高,而十二面休、八面體的較立方休的表面碳化溫度高.杭壓強(qiáng)度高的樣品,其表面碳化溫度亦高.因此,用抗壓強(qiáng)度作為衡量質(zhì)量的一個重要標(biāo)準(zhǔn),從熱穩(wěn)定性角度來看也是合適的. 為了不使金剛石在磨削或鉆探過程中碳化,必須要求使用者特別注意冷卻問題.目前人造金剛石的碳化溫度普誼低于天然金剛石,說明人造金剛石面臨著全面提高質(zhì)量的問題.
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