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材料及成型技术 《机电技术》2010 年第 5 期 对人造金刚石抗压强度选样与检测值确定的探讨 汤镜亮 （福建省机械科学研究院，福建福州 350005 ） 摘 要：文章对人造金刚石各等级抗压强度的样品的选定及检测值确定，以及操作过程应关注的事项进行探讨。 主题词：金刚石 抗压强度 检测值 中图分类号：TG731 文献标识码：A 文章编号：1672－4801(2010)05 －117－02 上世纪五十年代，美国通用电气公司首次通 内部前期合成的金刚石晶体为黑色不透明。在完 过静高温高压法利用金属催化剂与石墨成功合成 整晶体上面生长的晶体，具有完整规则的晶体， 人造金刚石的制造及其加工设备。由于金刚石是 晶体表面光滑完整，并具有良好的对称性，而且 一种集高硬度，高热导率，高透光率，高绝缘性 位于后期合成晶体的正中央部位合成的金刚石表 于一身的极为型功能材料。因此，人造金刚石在 面透明度较好，几乎没有包果体。在低温下形成 各类切削刀具中得到广泛的应用与开发。由于此 不具备完整晶形的金刚石晶体上生长的晶体也具 前天然金刚石来源极其有限，且天然金刚石的易 有完整晶形，但其规则性较差，各晶面对称性较 碎性和价格昂贵无法满足市场需求。 差，表面容易出现缺陷。而晶体表面粗糙，不具 我国首次人工合成金刚石至今有 40 多年的 完整晶形，晶体内缺陷多，主要原因是晶体生成 发展历程，金刚石单晶产品从磨削为主到地质钻 速度过快和原材料纯度不高。如何正确选择合适 探及切削，再到石材加工，应用的广度和深度逐 的压力温度和合成工艺，是生产优劣金刚石的关 步扩大，这是我国金刚石行业的重大成果。 键所在。就目前来看，金刚石中的缺陷主要是由 随着金刚石单晶应用的深度和广度的发展， 于晶体生产速度过快造成的。 高质量的金刚石需求量越来越大。但目前，我国 目前，国内用到的金刚石合成工艺的时间一 金刚石质量问题中突出点是抗压强度低，其主要 般是 12 分钟(有些甚至只有 9 分钟) ，金刚石的主 原因是金刚石单晶中汽泡、裂纹、金属包果体多， 要粒度为 40/50 ，并且还希望其中有一部份高强度 完整的金刚石较少。 金刚石单晶。而国外，同样粒度的金刚石合成工 艺的时间则要求为 30 分钟。这表明国内采用的金 1 国内外人工合成金刚石的质量比较 刚石生长工艺其金刚石单晶生产速度是国外同类 从晶体生成形态上看，晶体生长形态是其内 产品的二倍，这种过快的生产速度是造成晶体缺 部结构的外在反映，晶体各个晶面间的相对生长 陷多的原因，这是国内金刚石单晶强度比国外大 速率决定了它的生长形态。晶体生长形态虽受其 约低 2 倍以至更多的缘故。 内部结构对称性、结构基元间键合和晶体缺陷等 2 人工合成金刚石的技术指标及品质检测 众多因素的制约，但在很大程度上还受到生长环 境的影响。同一种晶体，既能形成具有对称特征 2.1 人工合成金刚石的技术指标(静压强度) 的几何多面体，又能形成特殊的形态，金刚石在 金刚石抗压强度( 即静压强度)是金刚石的一 实