Поликристалл алмазга тирәнтен күзәтү: үзлекләре, синтезы һәм кулланылышы

Поликристалл алмаз (ПКБ) - монокристалл алмазның гаҗәеп катылыгын һәм тузуга чыдамлыгын карбид материалларына охшаган анизотропия һәм бәрелүгә чыдамлыкның өстәмә өстенлекләре белән берләштергән гаҗәеп материал. Бу үзенчәлекләр ПКБны нефть һәм газ чыгару, күмер һәм геологик разведка, шулай ук ​​механик эшкәртү кебек төрле катлаулы кушымталар өчен бик яраклы итә.

Поликристалл алмазның килеп чыгышы

Поликристалл алмаз еш кына табигый монокристалл алмаз белән контрастлана, ул үзенең гаҗәеп үзенчәлекләре белән танылган. Табигатьтә алмазның тагын бер сирәк варианты, дип атала. карбонадояки кара бриллиант табылган. Монокристалл бриллиантлардан аермалы буларак, карбонадо - күп санлы кечкенә бриллиант кристалларыннан торган поликристалл материал, алар аз күләмдә катнашмалар белән кушылган. Бу уникаль структура, бүленеш яссылыклары булмаганлыктан, югары катылыкка, ныклыкка һәм тузуга чыдамлыкка китерә, хәтта традицион монокристалл бриллиантларныкыннан да узып китә.

Поликристалл алмаз синтезлау ысуллары

Поликристалл алмаз булдыру төрле алдынгы ысуллар таләп итә, аларның һәрберсе максатчан куллануга карап, үзенчәлекле өстенлекләр һәм кыенлыклар тәкъдим итә.

1. Шартлау синтезы:
   Бу ысулда шартлаулар нәтиҗәсендә барлыкка килгән көчле җылылык һәм кинетик энергияне куллану өчен югары басымга чыдам савытлар кулланыла. Нәтиҗәдә барлыкка килгән көч металл катламнарына графит катламнарына тәэсир итә, тиз югары температуралы һәм югары басымлы мохит тудыра, бу графитты микро-порошок поликристалл алмазга әйләндерә. Бу ысул тиз һәм экономияле булса да, ул чагыштырмача кечкенә һәм тәртипсез поликристаллларга китерә, бу аны куллануны абразив класслы PCD белән чикли, анда төгәллек төп мәсьәлә түгел.
2. Түбән басымлы химик пар утырту (ТХП):
   Түбән басымлы CVD процессы углеродлы газларны реакция камерасына 1 атмосферадан кимрәк басым шартларында кертә. Берничә химик реакция аша газсыман материаллардан углерод атомнары поликристалл алмаз пленкалары рәвешендә субстрат өслегенә урнаштырыла. Бу ысул бик яхшы җылылык үзлекләренә ия һәм электроника һәм оптика өлкәсендә махсуслаштырылган кушымталар өчен легирлау элементларын куллану мөмкинлегенә ия булган югары тотрыклы пленкалар җитештерә. Ләкин CVD озын синтез вакытыннан һәм түбән җитештерүчәнлектән интегә, бу исә зур күләмле җитештерү өчен кыенлыклар тудыра.
3. Турыдан-туры конверсия:
   Бу алдынгы ысул югары чисталыклы графит микро-порошогын ультра югары басымга (2000°C тан югарырак һәм 13 ГПа) дучар итеп поликристалл алмазга әйләндерүне үз эченә ала. Нәтиҗәдә алынган алмазлар табигый алмазларныкына якынрак эш үзенчәлекләренә ия. Ләкин югары энергия таләпләре һәм катгый шартлар бу процессны кыйммәткә төшерә һәм сәнәгать куллануы өчен нәтиҗәсез итә, бу аны хәзерге вакытта эксперименталь шартларга күчерә.
4. Югары басымлы югары температуралы (HPHT) эреткеч ысулы:
   Бу синтез техникасында поликристалл алмаз композитлары контрольдә тотылган югары басым (5–7 ГПа) һәм температура (1300–1700°C) астында графит порошогы, алмаз микро-порошогы һәм күчеш металлары яки эретмә катализаторлары кулланып ясала. Бу ысул башка ысуллар белән чагыштырганда тизрәк синтез циклы һәм түбәнрәк җиһаз таләпләре тәкъдим итә, бу аны сәнәгать җитештерүе өчен чагыштырмача арзан бәягә бик яраклы итә.

Поликристалл алмазның үзенчәлекләре һәм кулланылышы

Поликристалл алмаз үзенең уникаль структурасы белән аерылып тора. Аерым алмаз кристалларының очраклы урнашуы физик һәм химик үзлекләре буенча бик тотрыклы материал булдыра, барлык юнәлешләрдә дә бик яхшы ныклык һәм эшчәнлек күрсәтә. Ярылу яссылыкларының булмавы югарырак бәрелүгә чыдамлыкны тәэмин итә, бу поликристалл алмазны зур монокристалл алмазларга караганда бәрелүгә чыдамрак итә. Бу аны гадәттә монокристаллларны ватучы яки зарарлаучы югары бәрелү кушымталары өчен идеаль сайлау итә.

Зур монокристалл бриллиантлар белән чагыштырганда, җитештерү чыгымнары чагыштырмача түбән булу сәбәпле, поликристалл бриллиантны сәнәгатьнең билгеле бер ихтыяҗларына туры китереп төрле формаларда җитештерергә мөмкин. Ул гадәттән тыш катылыкны һәм ныклыкны саклый, шуңа күрә аны төрле кушымталар өчен бәяләп бетергесез материал итә, шул исәптән:

• Сәнәгать бораулау һәм кисү кораллары:Поликристалл алмаз югары җитештерүчән кисү һәм бораулау кораллары җитештерүдә киң кулланыла, бигрәк тә таш, бетон һәм каты металлар кебек каты материаллар өчен.
• Нефть һәм газ разведкасы:Тузуга һәм бәрелүгә чыдамлыгы PCDны нефть һәм газ сәнәгатендә бораулау һәм чыгару кораллары өчен бик яхшы материал итә.
• Тау-кен эшләре һәм геология:ПХД үзенең ныклыгы һәм ныклыгы аркасында каты токымнар аша бораулау һәм геологик разведка өчен тау җиһазларында киң кулланыла.
• Төгәл җитештерү:Механик эшкәртү һәм җитештерүдә поликристалл алмаз югары төгәллекле нәтиҗәләргә ирешү өчен абразив материалларда кулланыла.

Йомгак

Поликристалл алмаз үзенең гаҗәеп катылыгы, ныклыгы һәм күпкырлылыгы аркасында төрле тармакларда төп материалга әйләнде. Төрле ысуллар, мәсәлән, шартлаткыч синтез, химик пар урнаштыру һәм югары басымлы югары температуралы техникалар кулланып ПХД синтезлау мөмкинлеге аның алдынгы кораллар һәм җиһазлар җитештерүдә мөһимлеген тәэмин итә. Сәнәгать дәрәҗәсендәге ныклык һәм экономияле җитештерүнең берләшмәсе белән поликристалл алмаз традицион һәм яңа технологияләрдә төп роль уйнавын дәвам итәчәк.