1. Produksi berlian berlapis karbida
Prinsip pencampuran bubuk logam dengan intan, pemanasan hingga suhu tetap, dan isolasi dalam waktu tertentu di bawah vakum. Pada suhu ini, tekanan uap logam cukup untuk melapisi intan, dan pada saat yang sama, logam terserap pada permukaan intan untuk membentuk intan berlapis.
2. Pemilihan logam berlapis
Untuk membuat lapisan intan menjadi kuat dan andal, dan untuk lebih memahami pengaruh komposisi lapisan terhadap gaya lapisan, logam pelapis harus dipilih. Kita tahu bahwa intan adalah alomorfisme C, dan kisi-kisinya adalah tetrahedron beraturan, sehingga prinsip komposisi logam pelapis adalah logam tersebut memiliki afinitas yang baik terhadap karbon. Dengan cara ini, dalam kondisi tertentu, interaksi kimia terjadi di antarmuka, membentuk ikatan kimia yang kuat, dan terbentuk membran Me-C. Teori infiltrasi dan adhesi dalam sistem intan-logam menunjukkan bahwa interaksi kimia hanya terjadi ketika kerja adhesi AW > 0 dan mencapai nilai tertentu. Unsur-unsur logam golongan B pendek dalam tabel periodik, seperti Cu, Sn, Ag, Zn, Ge, dll., memiliki afinitas yang buruk terhadap C dan kerja adhesi yang rendah, dan ikatan yang terbentuk adalah ikatan molekuler yang tidak kuat dan sebaiknya tidak dipilih; Logam transisi dalam tabel periodik panjang, seperti Ti, V, Cr, Mn, Fe, dll., memiliki daya lekat yang besar dengan sistem C. Kekuatan interaksi C dan logam transisi meningkat seiring dengan jumlah elektron lapisan d, sehingga Ti dan Cr lebih cocok untuk melapisi logam.
3. Percobaan lampu
Pada suhu 8500°C, intan tidak dapat mencapai energi bebas atom karbon aktif pada permukaan intan dan bubuk logam untuk membentuk karbida logam, dan setidaknya 9000°C diperlukan untuk mencapai energi yang dibutuhkan untuk pembentukan karbida logam. Namun, jika suhu terlalu tinggi, akan terjadi kehilangan panas akibat pembakaran pada intan. Dengan mempertimbangkan pengaruh kesalahan pengukuran suhu dan faktor lainnya, suhu uji pelapisan ditetapkan pada 9500°C. Seperti yang dapat dilihat dari hubungan antara waktu isolasi dan kecepatan reaksi (di bawah), setelah mencapai energi bebas pembentukan karbida logam, reaksi berlangsung dengan cepat, dan dengan pembentukan karbida, laju reaksi akan secara bertahap melambat. Tidak diragukan lagi bahwa dengan perpanjangan waktu isolasi, kepadatan dan kualitas lapisan akan meningkat, tetapi setelah 60 menit, kualitas lapisan tidak terlalu terpengaruh, jadi kami menetapkan waktu isolasi selama 1 jam; semakin tinggi vakum, semakin baik, tetapi terbatas pada kondisi pengujian, kami umumnya menggunakan 10⁻³ mmHg.
Prinsip peningkatan kemampuan penyisipan paket
Hasil eksperimen menunjukkan bahwa struktur inti berlian yang dilapisi lebih kuat daripada berlian yang tidak dilapisi. Alasan kemampuan inklusi struktur inti berlian yang kuat terhadap berlian yang dilapisi adalah karena, secara pribadi, terdapat cacat permukaan dan retakan mikro pada permukaan atau di dalam berlian buatan yang tidak dilapisi. Karena adanya retakan mikro ini, kekuatan berlian menurun, di sisi lain, unsur C dari berlian jarang bereaksi dengan komponen struktur inti. Oleh karena itu, struktur inti berlian yang tidak dilapisi murni merupakan kemasan ekstrusi mekanis, dan jenis sisipan kemasan ini sangat lemah. Setelah diberi beban, retakan mikro di atas akan menyebabkan konsentrasi tegangan, yang mengakibatkan penurunan kemampuan sisipan kemasan. Kasus berlian berlapis berbeda, karena pelapisan film logam, cacat kisi berlian dan retakan mikro terisi, di satu sisi, kekuatan berlian yang dilapisi meningkat, di sisi lain, karena retakan mikro terisi, tidak ada lagi fenomena konsentrasi tegangan. Yang lebih penting, infiltrasi logam terikat pada badan ban diubah menjadi senyawa infiltrasi karbon pada permukaan berlian. Hasilnya adalah sudut pembasahan logam terikat pada berlian dari lebih dari 100° menjadi kurang dari 500°, yang sangat meningkatkan pembasahan logam terikat pada berlian, membuat badan ban yang dilapisi berlian yang awalnya dikemas secara mekanis dengan ekstrusi menjadi kemasan terikat, yaitu berlian penutup dan badan ban terikat, sehingga secara signifikan meningkatkan daya tahan ban.
Kemampuan pemasangan kemasan. Pada saat yang sama, kami juga percaya bahwa faktor lain seperti parameter sintering, ukuran partikel berlian berlapis, kualitas, ukuran partikel badan kemasan, dan sebagainya memiliki dampak tertentu pada kekuatan pemasangan kemasan. Tekanan sintering yang tepat dapat meningkatkan kepadatan penekanan dan meningkatkan kekerasan badan kemasan. Suhu sintering dan waktu isolasi yang tepat dapat mendorong reaksi kimia suhu tinggi dari komposisi badan ban dan logam serta berlian berlapis, sehingga kemasan terikat dengan kuat, kualitas berlian baik, struktur kristal serupa, fase serupa larut, dan pemasangan kemasan lebih baik.
Kutipan dari Liu Xiaohui
Waktu posting: 13 Maret 2025
