Механические свойства алмаза

Они противоположны друг другу по механическим свойствам алмаз — самое твердое по крайней мере из природных веществ, а поэтому применяется в качестве совершеннейшего абразива, графит — одно из самых мягких из числа твердых вещеста, а потому применяется в качестве смазочного материала. [c.375]

Влияние внешних воздействий на физико-механические свойства алмаза [c.427]

При изготовлении алмазного инструмента кристаллы синтетического алмаза обычно подвергаются воздействию высоких температур, что обычно приводит к снижению их механических свойств и, как следствие, к снижению работоспособности инструмента. Применение синтетических кристаллов алмаза для армирования буровых коронок, где требования к механическим свойствам алмаза особенно высоки, выделяет задачу исследования прочностных свойств и термостойкости кристаллов в ряд особо важных. [c.438]

V. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛМАЗА [c.58]

Они противоположны друг другу по механическим свойствам алмаз—самое твердое по крайней мере из природных веществ, а поэтому применяется в качестве совершеннейшего абразива, графит— одно из самых мягких из числа твердых веществ, а потому применяется взамен жидких смазок в качестве смазочного материала и в виде графитовых подшипников в машиностроении. [c.512]

Самым распространенным видом испытаний при определении физико-механических свойств материалов являются испытания на твердость. Так как под твердостью подразумевают характеристику сопротивляемости материала местному, сосредоточенному на его внешней поверхности напряжению, испытание на твердость всегда производится на поверхности и носит характер внедрения в материал какого-либо другого тела. Твердость всегда определяют в результате сообщения материалу некоторой пластической деформации в пределах весьма небольшого объема. При этом возникают высокие напряжения. Только этим можно объяснить возможность получения "пластических состояний" при определении твердости любых, даже вовсе не пластичных, материалов (стекло, алмаз и т. д.). Последнее дает возможность применять испытания на твердость там, где другие испытания не применимы. [c.61]

Сетчатые полимеры резко отличаются по свойствам от линейных и разветвленных полимеров. Они не плавятся без разложения и не могут быть переведены в раствор, они только набухают в растворителях. Это связано с тем, что в сетчатых полимерах преобладают прочные химические связи между макромолекулами. Физические и физико-механические свойства этих полимеров зависят от числа межмолекулярных химических связей и от регулярности их расположения. С увеличением числа межмолекулярных связей твердость вещества увеличивается, повышается модуль упругости и уменьшается относительная деформация, т. е. свойства сетчатого (пространственного) полимера приближаются к свойствам кристалла (примером кристаллического полимера с правильной пространственной решеткой является алмаз). [c.48]

Рентгеноструктурными, электронографическими и другими новыми методами исследования структуры углерода установлено, что чистый углерод кристаллизуется с образованием кубической (алмазы) и гексагональной (графит) форм. В узлах кристаллической решетки алмаза каждый атом углерода направляет свои четыре о-связи к четырем соседним атомам. Расстояние между атомами в решетке алмаза такое же, как между атомами углерода в органических соединениях— 1,54 А. Энергия связи между атомами углерода весьма высока, что обусловливает высокую твердость алмаза, малую его летучесть и большую химическую стойкость. Теплота сгорания алмаза несколько выше, чем графита. В связи с этим при нагреве алмаза без доступа воздуха он переходит в термодинамически более устойчивое состояние — в графит. В кристалле графита (рис. 12) атомы углерода в базисных плоскостях расположены в углах шестиугольников, на расстоянии 1,42 А, т. е. на таком л<е расстоянии, как и в молекулах бензола. Прочность связей углерода в базисной плоскости кристалла графита примерно в шесть раз выше, чем в атомах углерода, расположенных на двух плоскостях, находяш,ихся на расстоянии 3,345 А. Относительно большое расстояние между базисными плоскостями обусловливает специфические физико-химические и механические свойства графита. Значительное расстояние между базисными плоскостями приводит к тому, что между ними могут внедряться атомы других элементов меньших размеров. [c.50]

Рентгенографическое исследование показало, что совершенство кристаллического строения монокристаллов синтетического алмаза после термообработки в некоторых случаях существенно нарушается. Это скорее всего связано с нарушением гидростатических условий в камере высокого давления, вследствие чего может происходить пластическая деформация кристаллов. Поэтому для исследования механических свойств были отобраны только алмазы, совершенство кристаллического строения которых претерпело наименьшие изменения. Результаты измерений приведены в табл. 26. [c.437]

С точки зрения практических применений синтетического алмаза особый интерес представляет изучение диэлектрических свойств кристаллов в зависимости от условий термообработки, так как позволяет выявить границы термической устойчивости механических и электрофизических свойств алмаза. [c.453]

Включения в кристаллах являются основными объемными дефектами, снижающими механические свойства синтетических алмазов. [c.97]

Кристаллы алмаза обладают резко выраженной анизотропией механических свойств. Поэтому одно из решающих условий изготовления резца с оптически точными образующими поверхностями и стойким к износу лезвием без трещин и выколок состоит в правильной ориентировке обрабатываемых поверхностей относительно кристаллических плоскостей алмаза, а также относительно направления движения полировальника при обработке. Для резцов применяются отборные кристаллы алмаза в виде ромбододекаэдров и октаэдров. Образующие поверхности располагаются приблизительно по плоскостям, а лезвие — по ребрам кристаллов. Первоначальная ориентировка кристалла проводится при закреплении его в металлической оправке, а окончательная — при обработке. Форма поверхностей, образующих резец, а также качество лезвия в процессе полировки контролируются различными оптическими методами. [c.79]

В ковалентных кристаллах подвижность дислокаций при низких температурах ограничена большими значениями напряжений Пайерлса. Так, для Ое и 51 было установлено, что существенная пластическая деформация и заметная подвижность дислокаций обнаруживаются при Т > 0,4 Тпл [1,2]. Теория термоактивационного движения дислокаций в поле напряжений разработана недостаточно, и, как показано в [3, 4], имеются существенные различия между ее выводами и экспериментами. Поэтому необходимы дальнейшие исследования закономерностей деформации ковалентных кристаллов, в том числе и алмаза. Несмотря на широкое применение алмаза в технике в качестве сверхтвердого высокопрочного материала, такие его исследования до настоящего времени не были проведены. Актуальность исследования алмаза в широком температурном интервале связана также с тем, что при нулевых давлениях алмаз является метастабильной модификацией углерода, и поэтому особый интерес представляет изучение влияния графитизации на механические свойства алмаза. [c.150]

За последние годы в технике стали широко применяться синтетические алмазы. Используемые в виде абразивов на органической или неорганической связке, они дают большой технологический и экономический эффект при механической обработке различных твердых материалов [61]. Важную роль в композиции связующее — алмаз играет не только химическая природа связки, но и величина адгезии абразива и связующего. Повышение их адгезии приводит к улучшению физико-механических свойств и повышению эффективности абразивного инструмента. [c.122]

Во-вторых, оказалось, что продукты, образующиеся при пиролизе органических соединений, обычно белого цвета и похожи на воск или мел как по внешнему виду, так и по своим механическим свойствам эти вещества редко способны царапать стекло. Однако рентгеноскопическое исследование свидетельствовало о том, что единственным кристаллическим компонентом этих веществ являются мелкие кристаллики алмаза. [c.79]

С каждым годом возрастает производство синтетических полимеров, т. е. высокомолекулярных соединений, получаемых синтетически из низко-молекулярных исходных продуктов. Быстро развиваются такие отрасли промышленности, как промышленность пластических масс, синтетических волокон, синтетического каучука, лаков (лакокрасочная промышленность) и клеев, электроизоляционных материалов и др. Промышленность пластических масс располагает в настоящее время синтетическими полимерными материалами с разнообразными свойствами. Некоторые из них превосходят по химической устойчивости золото и платину, сохраняют свои механические свойства при охлаждении до —50° и при нагревании до 4-250°. Другие не уступают по прочности металлам, а по твердости приближаются к алмазу. Из синтетических полимеров получаются исключительно легкие и прочные строительные материалы, прекрасная электроизоляция, непревзойденные материалы для химической аппаратуры. Резиновая промышленность располагает теперь материалами, превосходящими по многим показателям натуральный каучук, например газонепроницаемыми, устойчивыми к бензину и маслам, не теряющими эластических свойств при температуре от —80° до 4-300°. Новые синтетические волокна во много раз прочнее природных, из них получаются красивые, несминаемые ткани, прекрасные искусственные меха. Технические ткани из синтетических волокон пригодны для фильтрования кислот и щелочей. [c.15]

А симметрично расположены четыре атома углерода, образующие правильный тетраэдр. Если центральный атом углерода соединить с окружающими его атомами прямыми линиями, то они образуют между собой равные углы. Каждый атом углерода в алмазе связан с окружающими его атомами очень прочной химической связью, осуществляемой парой совместных электронов. Такая в высшей степени симметричная кристаллическая структура определяет многие физические и химические свойства алмаза и прежде всего его высокую плотность (3,50), высокую твердость и механическую прочность, диэлектрические свойства и химическую инертность. [c.4]

Поеиков И. В., Мальнев В. И., Воронин Г. А. и др. Механические свойства алмаза и кубического нитрида бора // Между нар. семинар Сверхтвердые материалы (Киев, 17—21 июня 1981 г.).— Киев ИСМ АН УССР, [c.176]

Таким образом, существенная пластическая деформация алмаза в области его стабильности наблюдается при температурах Т > 0,4 Тпл), что соответствует интервалу пластической деформации ковалентных кристаллов. В этом случае за Тпл следует считать истинную температуру плавления углерода по р — Т диаграмме, равную 4000° К. В то же время при деформации вдавливанием индентеров [10] в области метастабильного состояния при оценке влияния температуры на механические свойства, следует использовать эффективную температуру плавления , равную температуре интенсивного протекания графитизации (около 2000° К). Поэтому уже при 1500° К оказывается возможной пластическая деформация под ин-деитером (при нагрузке Р = I кг) без хрупкого разрушения. Отметим, что при этом предполагается более высокая прочность алмаза, находящегося в области стабильности, по сравнению с метаста-бильным состоянием, поскольку подавлен процесс графитизации. [c.154]

Следует отметить, что помимо термомагнитной обработки для оценки количества ферромагнитных включений в кристаллах алмаза возможно использование метода ЭПР. Учитывая сравнительную нетрудоемкость проведения таких измерений и их информативность, изучались возможности применения данного метода не только для определения содержания примесей, но и для оценки механических свойств кристаллов синтетического алмаза. Основной задачей было нахождение параметров, позволяющих характеризовать кристаллы по содержанию в них включений, поскольку именно они являются одним из основных дефектов, определяющих прочность кристаллов. [c.447]

Различия в поверхностной энергии наполнителей также влияют на морфологию, как было показано на примере фенолоформальде-гидных смол [97]. Применение кристаллических наполнителей (алмаз, нитрид бора и др.) позволило выявить"различия в структуре слоев полимера на гранях кристаллов, обладающих различной поверхностной энергией. Различие адсорбционных потенциалов граней кристаллов приводит к тому, что глобулярная структура, характерная для исходного полимера, может переходить в фибриллярную, диаметр фибрилл которой составляет от 50 до 600 А, с поперечным разделением агрегатов. Структура смолы, наполненной частицами алмаза, характеризуется большей равномерностью размеров глобул (50—100 А) по сравнению со смолой, наполненной графитом, в которой размеры глобул колеблются от 50 до 300 А. Таким образом, структура, формирующаяся в присутствии частиц с высокой поверхностной энергией, более однородна. В работе [101] установлена также корреляция между морфологией наполненного полимера и его механическими свойствами. Менее раз-, витый структурный рельеф (небольшие размеры надмолекулярных образований, размывание границ между крупными агрегатами, а также между наполнителем и связующим) обусловливает более высокие показатели механических свойств, а эти эффекты, в свою очередь, зависят от поверхностной энергии наполнителя. [c.51]

Из механических свойств стекла практически важны такие прочность при сжатии и растяжении, твердость и хрупкость. Прочность при сжатии у стекла доходит до 200 кг1мм и во много раз превышает прочность при растяжении, равную обычно 3— 8 KzjMM . Твердость стекла по шкале Мооса 5—7. Оно легко режется топазом, корундом и алмазом, твердость которых соотт оетственно равна 8, 9, 10. Высокая хрупкость стекла в ряде случаев снижает его технические достоинства, так как уже при небольшом превышении предела прочности наступает разрушение стекла. Термостойкость стекла невелика. Только специальные стекла с высоким содержанием кремнезема обладают значительной термостойкостью и применяются для изготовления посуды и некоторых приборов. [c.248]

Наиболее типичным примером атомного кристалла является алмаз, в котором каждый атом углерода окружен тетраэдрически четырьмя другими аналогичными атомами и связи, очевидно, являются ковалентными, как в алифатических органических соединениях. Это проявляется в механических и термических свойствах алмаза. Он является самым твердым из известных веществ и сохраняет эту твердость до очень высоких температур, а также полностью нерастворим практически во всех растворителях, за исключением расплавленного железа. Возможно, однако, раскалывание алмаза вдоль строго определенных направлений. Единственными различимыми структурными единицами являются отдельные атомы углерода, так что кристалл алмаза можно рассматривать как одну гигантскую молекулу. [c.242]

VIII.12. Физико-механические свойства синтетических алмазов с разной магнитной восприимчивостью [c.97]

Массовая доля поверхностных примесей в хорошо очищенных алмазах незначительна (табл. 82), однако они существенно из.меняют электрок1 нети-чеекие и адсорбционные свойства алмазов. Изменяя качественный и количественный состав поверхностных примесей, можно управлять свойства. 1и поверхности алмазов, в частности варьировать в нужно.м направлении их гидрофильность и гидрофобпость. Качественный и количественный состав поверхностных примесей в алмазах обычно определяют. методами рентгеновской, ИК- и электронной спектроскопии (включая явления 0)КЕ и фотоэлектронной эмиссии) [366]. Механические примеси в алмазных порошках — металлы, карбиды металлов, графит, бор, кремний — определяются комбинацией различных методов обработки химическими реагентами и их смесями [26]. [c.150]

Атомная структура углерода была изучена Ждановым [13]. Автор высказал предположение о существовании трех полиморфных модификаций различного структурного типа, соответствующих трем основным валентным состояниям углерода Sp -Sp - и Sp-гибридизации. Эти модификации соответствуют различным структурным типам координационному, слоистому и цепочечному. В первом случае ковалентные связи равномерно распределены в пространстве, во втором — прочные связи расположены в плоскостях атомных слоев и в третьем — в направлении цепочек. Слои и цепочки связываются слабыми вандер-ваальсовыми силами. Механические свойства этих структур должны быть существенно различны. В природе существуют только две из перечисленных трех модификаций — алмаз и графит [13]. [c.407]

Механические свойства К. зависят от характера связей между частицами. В К. с ковалентной, ван-дер-ваальсовой или ионной связью, как правило, слабо выражены пластич. свойства. Пластич. деформация, предшествующая разрушению, в обычных условиях весьма мала или вовсе отсутствует. Однако в условиях значительного всестороннего сжатия такие К. приобретают способность к пластич. деформированию. К. с металлич. связью обладают значительной пластичностью, что обеспечивает возможность их механич. обработки — ковку, прокатку, волочение, и т. п. Наибольшая твердость и прочность присущи К. с ковалентной связью (алмаз, нек-рые бориды и карбиды металлов), К. с ван-дер-ваальсовой связью наименее прочны. Л1еханич. свойства зависят от структуры К., что отчетливо выявляется при полиморфных превращениях. Полиморфное превращение, сопровождающееся изменением структуры, всегда влечет за собой и более или менее резкое изменение механич. (и других) свойств К. (Более подробна см. в ст. Механические свойства материалов). [c.430]

Физико-механические свойства. Важным физико-механическим свойством дисперсных наполнителей является их твердость, которая определяется, как правило, по шкале Mo a, широко используемой для сравнения твердости минералов и их абразивной способности. К наиболее мягким наполнителям относится тальк и вермикулит, к более твердым - каолинит, слюда, асбест, к еще более твердым-кальцит, барит, стекло, полевой шпат, диоксиды титана и кремния, к наиболее твердым-ко-рунды, оксид алюминия и алмаз. [c.98]

Среди механических свойств гальванических металлопокрЫ тий твердость представляет особый интерес. Определяется она относительно легко. Применяя прибор для определения микротвердости, можно измерять твердость тонких пленок при условии, что пленка имеет семикратную толщину глубины вдавливания.. При меньшем соотношении толщины покрытия к глубине вдавливания измеряется не твердость покрытия, а смешанная твердость,, в которой определяется и твердость подслоя. Твердость гальванических покрытий определяется при помощи алмазов Виккерса или Кнупа . [c.85]

Из механических свойств кристаллов отметим их твердость и спайность. По твердости кристаллы сильно отличаются друг от друга. Некоторые из них в силу своей исключительной твердости применяются как буровые и режущие материалы (алмаз — для резки стекла и стали, для бурения) или как шлифовочные (корунд А12О3, карборунд 51С). Другие, подобно графиту, очень мягки. [c.298]

Алмазные порошки. Порошки заменителей алмазов, получаемые промышленным способом и нашедшие применение в первую очередь для изготовления инструмента [3], различны по составу и механическим свойствам. Характеристика их приведена в ГОСТ 9206—80, СТСЭВ 682—77 и СТ СЭВ 2172—80. Они подразделяются на субмикро-(d = 1,0—1,1 мкм и менее), микро-(с = 80—1 мкм) и шлифопорошки (с =3000—40 мкм). [c.63]

По своему происхождению иеорганические полимеры тоже делятся на природные (кварц, слюда, асбест, тальк, трафит, алмаз, цеолиты) и синтетические (корунд, карбид бора, дисульфид кремния) к последним относятся также искусственные аналоги природных минералов алмаз, слюда, драгоценные камни и т. д. Об огромном значении неорганических полимеров в природе свидетельствует тот факт, что полимерные окислы кремния, алюминия и магния образуют около 80% всей земной коры. Свойства горных пород и почв тесно связаны с их полимерным строением. Например, способность глинистых почв накапливать и отдавать влагу, их роль в питании растений, так же как и механические свойства глин, обусловлены особенностями макромолекул этих неорганических полимеров. [c.12]

Механические свойства. В противоположность алмазу, являющемуся весьма твердым минералом, графит легко истирается. Его твердость — всего лишь 0,5—1 (по шкале Мооса). Однако эти числа характеризуют механические свойства графита лишь Бдоль базисных плоскостей, по которым происходит скалывание [c.154]