人造金刚石检测基础知识
人造金刚石检测指标
人造金刚石检测指标今天咱们来聊一聊人造金刚石的检测指标。
你们可能会问，人造金刚石是什么呀？其实呀，人造金刚石就像是我们人工制造出来的超级坚硬的小颗粒，它们可有用啦，可以用在很多地方呢。
那怎么知道人造金刚石好不好呢？这就需要检测指标啦。
咱们先说硬度这个检测指标吧。
金刚石可是世界上最硬的东西之一呢。
你看，就像我们玩的那些超级硬的小石头，但是金刚石比它们硬好多好多倍。
要是金刚石硬度不够，那它可就不那么厉害了。
比如说，要是把金刚石用在切割东西的工具上，硬度不够的话，就切不动啦。
就像我们用很钝的小刀去切很硬的木头，根本切不动呀。
所以，硬度是一个很重要的检测指标，硬邦邦的金刚石才能更好地完成各种工作。
还有颜色这个检测指标哦。
金刚石的颜色有很多种呢。
有的是透明的，就像亮晶晶的玻璃一样；有的可能有点发黄，就像那种放了很久的旧玻璃。
不同颜色的金刚石可能在用途上也有点不一样。
比如说，那些透明的金刚石可能更适合做一些装饰品，就像漂亮的钻石项链呀，戴在身上闪闪发光的。
要是颜色不好看，就没有那么多人想要啦。
就像我们挑自己喜欢的小珠子做手链一样，肯定会选那些颜色好看的珠子呀。
颗粒大小也是要检测的呢。
有的金刚石颗粒特别大，就像小石子那么大；有的却很小很小，就像小沙粒一样。
不同大小的金刚石也有不同的用处。
大颗粒的金刚石要是用来做首饰的话，就会特别显眼，看起来很华丽。
而小颗粒的金刚石可以集合在一起，就像一群小蚂蚁聚在一起也能有很大的力量。
比如说，在一些打磨工具上，很多小颗粒的金刚石凑在一起，就能把东西打磨得很光滑啦。
再说说纯净度这个检测指标吧。
纯净的金刚石就像清澈的水一样，里面没有什么杂质。
要是有杂质的话，就像水里有泥巴一样。
杂质多的金刚石可能就没有那么好了。
就像我们画画的时候，如果颜料里有小沙子，画出来的画就不那么漂亮了。
所以，纯净度高的金刚石才更有价值呢。
人造金刚石的这些检测指标就像我们考试的分数一样，能看出它到底好不好呢。
人造金刚石的品质指标介绍与分析
（ ｃｏｌ ｆ Ｍｅｈｎｃｌ Ｅｅｔｏｉ Ｅｎ ｉ ｅｉｇ，Ｂ ｉ ｎ ｎｔｕｅｏ ｅｈ ｏｏ３ ０ ０ １ ｅ ｉ） Ｓ ｈｏ ｃａ ｉ — ｌｃ ｎｃ ｇｎ ｒｎ ｏ ａ ｒ ｅ ｅ ｉｇ Ｉｓｔｔ ｆ Ｔ ｃｎｌｇ－ ０ ８ Ｏ ｎ ｊ ｉ ，１ Ｂ
ＡＢ ＴＲＡＣ ： Ｉ ｔ ｉ Ｓ Ｔ ｎ ｈ ｓ ａ ｅ ｓ ｏ ａ ｖ ｎ ｅ ｉ ｄ ｃ ｔ ｒ ｆ ｒ ｙ ｔ ｅ ｉ ｄ ａ ｐ ｐ ｒ ｓ ｍｅ ｄ ａ ｃ ｄ ｎ ｉａ ｏ ｓ ｏ ｓ ｎ ｈ ｔ ｃ ｉ ｍｏ ｄ ｒ ｎ ａ ｅ
选用 。
颗 牡强 度 莲 室 温
图 ２ Ｐ Ｃ 与 锯 刃 颗 粒 数 及 突起 高度 的 关 系 Ｐ
２ １３ ９ ０ Ｃ 冲 击 强度 Ｔ Ｄ ｅ ｒ ． ． ０ ＴＩ ｅＢ ｅｓ公 司 提
出 ，由于高 温对 于金刚石 的影 响是一 个复杂 的 现象 ，受暴 露在 高温 中的时 间 、氧气 含量及某 些 金属 的存 在等 因素 的影响 ，因此除 了对 上述 的两 项指 标进行 检澳 外 ， 对在惰性 气 体中 ， 到 ９ ０ ｌ 还 受 ０ Ｃ 的高 温 ， 却下来后 的金 刚石 晶体的冲击强 度 冷
进 行检 测 。
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工 件
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用 上述品质 指标 可 明确 指示 出金 刚石 晶体的
强 度性 能及热 稳定性 的好坏 。 ｅｒ 司还 采 Ｄｅ ｅｓ公 Ｂ 用图表 （ 如图 】所示 ）来 表明其不 同等级 的金刚 石颗粒 的 Ｔ１ Ｔ 和 Ｔ】的差异 ， 方便工 具制造 商的
维普资讯
第 １期 ２０ ０ ２年 １月
金刚石复合片的性能检测
金刚石复合片的性能检测金刚石复合片的性能检测000金刚石复合片(polycrystalline diamondcompact PDC)作为一种新型复合材料，其发展历史仅有十几年，但其应用范围已发展到各行各业，广泛地应用于地质钻探、非铁金属及合金、硬质合金、石墨、塑料、橡胶、陶瓷和木材等材料的切削加工等领域。
它的表层为金刚石粒度不同的粉末烧结而成的多晶金刚石，具有极高的硬度、耐磨性和较长的工作寿命;底层一般为钨钴类硬质合金，它具有较好的韧性，为表层聚晶金刚石提供良好的支撑，且容易通过钎焊焊接到各种工具上。
目前国内外一般都采用超高压高温烧结的方法制造聚晶金刚石-硬质合金复合片。
由于它的使用范围扩大，对其性能的要求提高，因而相应的性能检测方法也经过了一个快速的发展过程，在检测的准确性和有效性方面都趋于成熟。
1金刚石复合片的性能金刚石复合片之所以应用如此广泛，主要是因为其具有其他材料无与伦比的优越的性能。
(1)高的硬度和耐磨性(磨耗比)。
复合片的硬度高达10 000 HV左右，是目前世界上人造物质中最硬的材料，比硬质合金及工程陶瓷的硬度高得多。
由于硬度极高，并且各向同性，因而具有极佳的耐磨性。
一般通过磨耗比来反映复合片的耐磨性，在20世纪80~90年代中期，复合片磨耗比为4~6万(国外为8~12万); 20世纪90年代中期至现在，复合片的磨耗比为8~30万(国外10~50万)。
(2)热稳定性。
复合片的热稳定性确定了其使用范围，复合片的热稳定性[2]即为耐热性，与其强度和磨耗比一样，是衡量PDC质量的重要性能指标之一。
耐热稳定性是指在大气环境(有氧气存在)下加热到一定的温度，冷却以后聚晶层化学性能的稳定性(金刚石墨化的程度)、宏观力学性能的变化和对复合层界面结合牢固程度的影响。
热稳定性的变化在750℃烧结以后，国内部分厂家产品表现为磨耗比上升5% ~20%，抗冲击韧性变化不大，部分厂家产品磨耗比下降，抗冲击性能下降，这与各个单位所采用的配方和工艺不同有关，国外复合片的磨耗比和抗冲击韧性烧结前后变化不大。
人造金刚石的提纯
人造金刚石的提纯人造金刚石的后处理包括提纯、分选、检测三大工序。
其中，提纯是清除合成试料中未反应的石墨及混杂在试料中的触媒金属、叶蜡石等杂质，从而获得纯洁的金刚石。
一、金刚石合成棒的成分和物理化学性质合成棒由石墨、触媒和叶蜡石构成，经高压高温反应后，石墨地变化成金刚石。
反应后的产物除金刚石外，还有未反应的石墨、触媒金属及其它化合物，同时还混杂有少量的叶蜡石碎屑，它们相互坚固地粘在一起，把金刚石严严实实地包裹起来。
要想得到符合工业使用的纯洁金刚石，必需把包裹物和杂质一一清除。
首先应了解合成棒中各种成分的物理化学性质，才能选择简单、无毒、快速、经济的提纯处理方法。
1、金刚石的化学稳定性高，不与酸、强氧化剂反应，在温度不高的情况下不与强碱反应，也不被电解；2、石墨的化学稳定性较金刚石弱得多，在加热的条件下，易被强氧化剂氧化；3、触媒金属与多种酸起反应，也简单被电解；4、叶蜡石与碱起反应。
依据每种物质的性质，我们可以分别选取合适的方法提纯金刚石。
二、提纯处理方法的选择人造金刚石的提纯处理，实质上就是将合成反应物中的少量金刚石用选矿的方法将其分别出来的过程。
选矿的基础是依据矿物的物化性质，如粒度、形状、颜色、比重、摩擦系数、磁性、电性等的不同，选择不同的方法将它们加以分别。
众所周知，金刚石与石墨、触媒金属及叶蜡石等杂质的物化性质有较大的差别，因此，人造金刚石的提纯处理有多种方法。
工业中最常用的方法有化学法和物理法。
化学法是利用试料中各反应物之间化学性质的差异实行的处理方法。
一般这种方法能够将杂质完全除净，但缺点是消耗酸、碱量大，成本较高，污染环境严重。
物理法是利用各物质间物理性质，如比重、摩擦系数、磁性、电性等不同而分选的方法。
这种方法比较简单、经济，其缺点是杂质分别不彻底，最后还需借助于化学法做进一步的净化处理。
由于化学法和物理法各有优缺点，因此，在人造金刚石提纯过程往往用这两种方法联合处理。
人造金刚石的提纯环节很紧要，这里的提纯指的是去除剩余触媒中的金属、石墨及叶蜡石等。
人造金刚石简介演示
寻找更高效的合成方法
目前，人造金刚石的主要生产方法是 通过高温高压合成法。未来，可以探 索新的合成方法，如化学气相沉积 (CVD)等，以提高生产效率和降低成 本。
开发多功能应用领域
目前，人造金刚石主要用于制造切削 工具和磨料等。未来，可以开发其在 光学、电子学、生物医学等领域的应 用潜力，拓宽其应用范围。
航空航天领域
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涡轮叶片
人造金刚石的耐高温性能使其成为制造航空发动 机和燃气轮机中的涡轮叶片的理想材料。
表面涂层ห้องสมุดไป่ตู้
在航空航天领域，人造金刚石可以用于制备耐磨 、耐腐蚀和抗氧化涂层，以提高飞机和火箭部件 的性能和寿命。
切割工具
在航空航天领域，人造金刚石可用于制造切割工 具，如钻头和铣刀，用于加工各种高强度材料。
光学性能
折射率
人造金刚石具有高的折射率，使 其在光学应用中表现出色。
色散
人造金刚石具有高的色散，意味 着它们可以用于制造高清晰度的
光学元件。
透明度
虽然大多数常见的人造金刚石不 是完全透明的，但它们在某些波 段上具有良好的透光性，可以用 于制造特定波段透射的光学元件
。
05
人造金刚石的应用领域
工业领域
市场发展与竞争格局
全球市场增长趋势
随着科技的发展和应用的拓展，人造金刚石市场需求将持续增长。企业可以关注市场动态，抓住发展机遇。
国内企业竞争力提升
国内企业在人造金刚石领域具有较高的市场占有率，但与国际巨头相比，品牌影响力和技术水平仍有差距。国内 企业可以加大研发投入，提升产品品质和降低成本，提高市场竞争力。
的检测。
生产过程中的关键步骤和参数
合成反应
该步骤是整个生产过程中最为关键的 步骤之一，需要控制反应温度、压力 、催化剂等参数，以确保反应能够顺 利进行。
人造金刚石和立方氮化硼测定方法
人造金刚石和立方氮化硼测定方法一、人造金刚石的测定方法：1.X射线衍射（XRD）：XRD是一种常见的结晶性分析方法，可以用于确定人造金刚石的晶格结构和晶相组成。
通过对人造金刚石样品进行X射线衍射分析，可以得到其衍射谱，并通过与标准衍射谱进行比对，确定样品中是否存在人造金刚石。
2.扫描电镜（SEM）：SEM可以用于观察和分析样品表面的形貌和微观结构。
对人造金刚石样品进行SEM观察，可以观察到其特征形貌和相关微观结构信息，如颗粒形状、晶界特征等。
3.硬度测试：金刚石是已知的最硬材料之一，因此硬度测试是测试和鉴定人造金刚石的一种常见方法。
常用的硬度测试方法有洛氏硬度测试和维氏硬度测试，可以通过测定人造金刚石样品的硬度值来确定其质量和性能。
4.光谱分析：人造金刚石在红外光谱和近红外光谱等方面具有独特的吸收特性。
通过对人造金刚石样品进行光谱分析，可以确定其纯度、含杂质情况以及物理性能。
5. Raman光谱分析：由于人造金刚石的结构和天然金刚石不完全相同，Raman光谱是一种常见的鉴定方法。
通过对人造金刚石样品进行Raman光谱分析，可以区分其与天然金刚石之间的差异，并进一步确定样品的性质。
二、立方氮化硼的测定方法：1.X射线衍射（XRD）：XRD也是一种常用的结晶性分析方法，可以用于确定立方氮化硼的晶格结构和晶相组成。
通过对立方氮化硼样品进行X射线衍射分析，可以得到其衍射谱，并通过与标准衍射谱进行比对，确定样品中是否存在立方氮化硼。
2.扫描电镜（SEM）：SEM可以用于观察和分析样品表面的形貌和微观结构。
对立方氮化硼样品进行SEM观察，可以观察到其特征形貌和相关微观结构信息，如颗粒形状、晶界特征等。
3.硬度测试：立方氮化硼是硬度仅次于金刚石的超硬材料，因此硬度测试同样适用于测定和鉴定立方氮化硼的质量和性能。
4.光谱分析：立方氮化硼在红外光谱和拉曼光谱等方面具有独特的吸收特性。
通过对立方氮化硼样品进行光谱分析，可以确定其纯度、物理性能和结构特征。
金刚石(钻石及钻石饰品检测
金刚石(钻石)及钻石饰品检测目录：【内容提要】从金刚石的晶体构造和晶体形态类型，和金刚石的物理、化学参数、晶体蚀象、包体成份、切工后的特点等，论述了金刚石的形成和金刚石（钻石）鉴定方式，例举了与金刚石（钻石）相似宝石的区分。
一、金刚石的晶体构造及形态类型金刚石晶体构造金刚石属高级晶族矿物，对称型为3L44L366L29PC，依照对称型的特点分析，应有六面体(6)、八面体(8)、菱形十二面体(12)、三角三八面体(24)、四角三八面体(24)、四六面体(24)、六八面体(48)7种单形和由单形组成的聚形显现，在金伯利岩中还显现了一种较低对称型为3L344L36P的六四面体(24)单形(图1)。
晶体构造按布拉维空间格子为两个立方面心格子的平行叠列体(图2)。
晶体魄架由四面体组成的立方面心结构，每一个四面体中心与四顶角的碳原子以共价键紧密相连，由于共价键具饱和性和定向性，因此结合得十分坚硬、紧密。
金刚石晶体构造常数-化学成份：C；晶系：等轴晶系；对称型3L44L366L29PC；空间群O7h=Fd3m Z=8；单位晶胞：a=。
金刚石晶体形态类型金伯利岩、钾镁煌斑岩中金刚石晶体形态分为单晶、连晶两类，单晶约占60%。
按晶体形态划分为平面晶体、曲面晶体、平面-曲面晶体。
连晶约占40%，按晶体连生方式划分为双晶连晶、晶体连生。
单晶平面晶体平面晶体是一种未经熔蚀的晶体，依照布拉维法那么：晶面应该是网密度较大的面网组成，因此金伯利岩、钾镁煌斑岩中金刚石的标准晶形是平面八面体，但由于岩浆物理、化学条件的改变，会显现(111)晶面生长不一致性，因此组成不同晶体形态。
平面晶体在岩筒中约占总含量70%，岩脉中约占总含量20%。
(1)平面八面体：是内成稳固时期金刚石相、膨胀时期金刚石相的大体结晶形态。
金伯利岩中所保留的平面八面体金刚石，都是膨胀时期金刚石相的结晶产物。
平面八面体由面平、棱直的八个面组成，晶体面角为109°28'14"，和70°31'46"，晶面有三角形、四边形、五边形、六边形，内角为60°或120°，由于增加补充晶棱，使八面体晶形有18种形态，例举4种如图3。
超硬磨料 人造金刚石杂质含量检测方法
超硬磨料，尤其是人造金刚石，因其卓越的硬度和耐磨性而在工业应用中非常重要。
然而，金刚石中的杂质含量对其性能有显著影响，因此需要精确的检测方法来控制质量。
以下是一些用于检测人造金刚石中杂质含量的一般方法：1. 光谱分析法：- 原子光谱分析：通过激发金刚石中的原子，测量其发射的光谱来确定杂质元素的存在和含量。
- 分子光谱分析：分析金刚石中杂质化合物的分子振动和转动模式。
2. 质谱分析法：- 离子质谱：将金刚石样品分解成离子形式，然后分析离子的质量和数量，以确定杂质。
3. 发射光谱法：- 阴极发光光谱（CL）：通过激发金刚石中的电子，测量发出的光来分析杂质。
- 二次离子质谱（SIMS）：通过加速离子并从金刚石表面打出深层的原子和分子，来分析杂质。
4. 原子力显微镜（AFM）：- 用于高分辨率地观察金刚石表面的杂质。
5. 光学显微镜：- 虽然不适用于检测微量杂质，但可以用于观察金刚石的宏观缺陷。
6. 电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）：- 一种强大的质谱技术，可以同时检测多种微量元素。
7. 化学分析法：- 湿法化学分析：通过化学反应来鉴定和量化金刚石中的杂质。
- 气体分析：使用气体 chromatography 等技术分析金刚石中的气态杂质。
8. X射线荧光光谱（XRF）：- 用于分析金刚石中的元素组成和含量。
9. 激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）：- 结合激光剥蚀和ICP-MS技术，用于分析金刚石微小样品中的微量元素。
在选择检测方法时，需要考虑到样品的类型、大小、所需的检测限、以及可用的仪器设备。
通常，为了获得准确的杂质含量数据，需要将上述方法结合使用，并进行严格的质量控制。
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天然金刚石
金刚石需要人工打磨生成璀璨的钻石
→
完美无瑕成为爱情、权利、财富的象征
天然金刚石
钻石检测标准：4C重量源自净度颜色切工
Carat
价格 占40— 60%
Clarity
价格 占15—25%
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价格 占15— 20%
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价格 占20—35%
天然金刚石
天然金刚石应用
首饰 20％
工业 80％
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2′ 区域
金刚石图象分析仪
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金刚石图象分析仪
国外金刚石公司主要检测项目
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前GE公司主要检测项目
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金刚石检测基础知识
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人造金刚石
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天然金刚石具有以下特点：
1
它是由单一的碳（ C）元素在特殊环 境下结晶而成的晶 体矿物，也是唯一 由单元素组成的宝 石产物。
2
有极高的抗磨能力 和化学稳定性；光 泽强，加工后不易 磨损，能持久地闪 耀金刚光泽
3
折光率大（2．42 ）、色散强（0． 044，可呈现光辉 灿烂晶莹似火的光 学效应。被誉为" 宝石之王"
比例 1：4
金刚石特性及工业应用
硬度高耐磨损
摩擦系数小 导热性好 光的全波长透过率大 红外透过性好 化学稳定性好（773K） 对紫外线特别敏感 音速传播最快 半导体性质禁带宽度
切削、研磨、锯切、钻探
拉丝模、高速轴承、精密导轨、精密摩擦、 磁盘磁头保护膜 大规模高功率集成电路基片；固体微波器 件、固体激光器散热片 各种光学镜头、光学窗口保护膜
人造金刚石检测项目
★ 粒度 就是金刚石的大小。显微镜下观看粒度是否均匀，不要出现过大 或过小的情况。
人造金刚石检测项目
★ 磁化率 就是检测金刚石晶体含杂质量。用大约13克左右的金刚石放磁 化率分析仪里，数显表自动显示出读数
排杂不好
排杂好
人造金刚石检测项目
★ 强度 以前杠杆式静压仪。缺点： 1.最大只有500N高强度料压不碎。 2. 结果因人而异、手法快慢都有影响。3.压头和压底材质、硬度、表 面粗糙度对检测影响较大。 TI：金刚石强度提高，冷冲不碎
现在做TTI： 氩气体保护下1100度 保温20分钟。 模拟金刚石锯片实际切割状态下金刚石的强度情况。
注：各家保温情况不一，视自己情况而定
金刚石图象分析仪
金刚石图象分析仪
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金刚石图象分析仪
1 区域
金刚石图象分析仪
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金刚石图象分析仪
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金刚石图象分析仪
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人造金刚石检测项目
★ 透明度
顾名思义就是“有多少光能穿透金刚石”金刚石在高温高压合成时， 晶核首先在石墨和金属触媒交界处出生长，晶型生长过快就会把金 属包裹在金刚石的晶体里，形成杂质。在白瓷砖上就可以看见一个 一个的杂质小黑点。因杂质的热稳定性不好，遇热首先会膨胀从内 部把金刚石胀裂，从而影响金刚石的强度。
红外遥感遥测器
紫外激光器（宇宙通讯系统）
高保真扬声器振动膜
整流器、三极管、温度计
声表技术
人造金刚石检测
检验金刚石品级
保证品级强度
保障工具 切割质量
人造金刚石检测项目
晶型
透明度
金刚石
强度TTI
检测
颜色
磁化率
粒度
人造金刚石检测项目
★ 晶型
金刚石晶体的生长速度和形态对压力更敏感，压力高成核多，生 长速度快，易生成八面体晶体。不同压力和温度条件下生长的金 刚石晶体有不同的形貌。人工生长的金刚石晶体最常见的是100和 111，其他晶面很少出现，因为在所采用的压力和温度条件下，其 他晶面生长速度快而消失。
人造金刚石检测项目
★ 颜色 金刚石晶体的颜色则受温度和所处的化学环境影响。 当温度低时生长的金刚石晶体颜色较深，温度高时色浅。 晶体生长时各种不同的微量元素（杂质）决定了金刚石的颜色。 如：微量硼会使金刚石晶体呈天兰色，含硼量多这为黑色（俗 称的黑色金刚石）。氮进入金刚石晶体生成黄色金刚石，人造 金刚石大多是这类金刚石。铝能阻止氮进入生长着的金刚石晶 体。使金刚石晶体呈无色。（天然金刚石颜色）。