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超硬材料_图文_百度文库

发布日期:2020-07-14 13:07 作者:亚美ag旗舰下载

  超硬材料_材料科学_工程科技_专业资料。——金刚石 ? Question ? 1、什么是超硬材料? ? 2、金刚石类型与氮元素含量的关系? ? 3、金刚石的颜色反应出金刚石的什么信息? ? 超硬材料 :主要指金刚石、立方氮化硼;显

  ——金刚石 ? Question ? 1、什么是超硬材料? ? 2、金刚石类型与氮元素含量的关系? ? 3、金刚石的颜色反应出金刚石的什么信息? ? 超硬材料 :主要指金刚石、立方氮化硼;显微硬度 30GPa的材料 ? 硬度有各种表示方法 ? 金刚石概述: ? 钻石是主要由碳元素组成的等轴晶系天然矿物,摩氏 硬度10,密度3.52(±0.01) g/cm3,折射率2.417,色散 0.044。(国家标准) ? “使用钻石名词不考虑产地。”(国家标准) ? 钻石被称为宝石之王 ? 钻石占宝石总销售额的80%。 ? 金刚石最早首先发现于印度(公元前3000–5000年) ? 世界最大的首饰级金刚石是1905年在南非发现的 “库利南”,重3106克拉(成年男子拳头大小)。 1907年12月9日,南非德兰士瓦地方政府将库里南 赠送给了英王爱德华三世(用15万英磅收购的)作 为生日礼物。让荷兰阿姆斯特丹的阿斯查尔公司 加工的,琢磨费时8个月,加工费8万英磅,库利 南加工成9颗大钻,96颗小钻,总重1063.65克拉, 约为原石重的1/3,其中最大的一颗钻石叫“库利 南Ⅰ”,或“非洲之星Ⅰ”为具64个刻面的梨形 钻石, 重为530.20ct,为现今世界已知的最大钻 石,镶嵌在英国国王的王杖上。 库利南Ⅰ 英王权杖 库里南Ⅱ 英国王冠 ? 天然金刚石是怎样形成的? ? 金刚石是在高温、高压下,碳元素的分子结构经过一系列的 ? ? ? ? ? 反应(例如在火山中,碳元素在地底经过高压、高温方可形 成),而形成了一种更稳定的分子结构。它的硬度极高,形态 结构极稳定。 天然金刚石的形成和发现极为不易,它是碳在地球深部高温 高压的特殊条件下(地下190~300 km,压力5~7 GPa,1 200~ 1 800℃)历经亿万年的“苦修”转化而成的。 由于地壳的运动,它们从地球的深处来到地表,原生于金伯利 岩中,除金刚石外,金伯利岩中还可含镁铝榴石和贵橄榄石。 金伯利岩属于岩浆型矿床,金刚石晶体不均匀地散布在金伯利 岩的基质中,以小晶体为主,平均重量为百分之几克拉到十分 之几克拉,实际选矿回收的是大小在0.5mm以上的金刚石颗粒。 最大的含金刚石的金伯利岩矿床位于赤道非洲和南部非洲。 金伯利岩,又称蓝地,是一种深色的、重的、常常经过蚀变和 角砾化的(破碎的)侵入岩,是已知的唯一在母岩中找到原生 金刚石的岩石。 ? 金刚石的转变条件: 超高压高温 ? 1901年,Roozrboom 发表 碳的压力-温度 状态图 ? 1938年D-G平衡线年 ? 解决了合成金刚石的 理论问题 ? 金刚石的密度:3.52克/立方厘米 ? 金刚石:碳 ? 杂质:硼、氮、镍、铬、铁 ? 晶体形态可分为两种类型:单形和聚形,单形为由同 ? ? ? ? ? 种晶面组成的晶体形态;聚形是由两种以上的晶面组 成的晶体形态,聚形是由单型聚合而成。人造金刚石 常见的晶体形态 常见六-八面体 1)单形六面体(100)和八面体(111) 2)聚形 3)双晶 4)连晶和晶簇 ? 常见的:八面体、菱形十二面体,其次立方体、按尖 晶石律形成的双晶、插生双晶、凸八面体、凸十二面 体、凸立方体以及由这些单晶构成的双晶或聚晶 ? 1、氮的含量与金刚石的类型 Ⅰ型,含氮: Ⅰa 杂质量大,氮聚集成小片状天然 0.98 Ⅰb 氮呈分散装 0.02 Ⅱ型, Ⅱa 基本上不含氮不含硼 Ⅱb 纯粹 含硼 ? 2、氮杂质与金刚石形态的关系 不含氮金刚石为完整 的八面体 ? 3、氮含量对光学性质的影响(如表) ? 4、对抗压强度的影响:降低(但和氮的存在状态有关 Ⅰa Ⅰb ) ? 1、颜色 ? 纯净金刚石无色透明 ? 常见:黄色、浅黄色、棕 色、浅棕色、灰色、黑色 ? 少见:蓝色、玫瑰色、紫 色 ? 颜色稳定,离子轰击可染 色 ? 硼铌:黑色 ? 氮、铁、钴、钛:深绿色 ? 硅和硼:黄色 ? 偏高铬:天蓝色 ? 铝、铁:黄色 ? 颜色反映了杂质的种类和存在状态,对合成和原料的 选择具有指导意义


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