今天來盤點一下金剛石的晶體形態(tài),看看沒有經(jīng)過后期加工的金剛石最初都是什么樣子的。
我們先看看天然金剛石的晶體形態(tài)。天然金剛石最常見的晶型是八面體,如下圖所示。
另外,比較常見的還有菱形十二面體和立方體等,如下圖。
人造金剛石的晶體形態(tài)也不是單一的,也是五花八門的。大致可分為單形和聚形。
單形,就是同種晶面組成的晶體形態(tài)。比如說晶面都是(111)面或者都是(100)面組成的晶體形態(tài)就是單形,典型代表就是,方晶都是由(100)面組成,八面體都是(111)面組成。
聚形,是由兩種或兩種以上晶面組成的晶體形態(tài),也就是說聚形是由單形聚合而成。比如(111)面和(100)面聚合的形態(tài)就是六八面體聚形,這種晶型很常見,合成生產(chǎn)中一般都是以六八面體為主。
下圖為人造金剛石晶體形態(tài)的示意圖,其中以六-八面體形態(tài)最為常見。
實際生產(chǎn)中高溫高壓合成的單晶,實物如下圖所示,大部分為六八面體。
一般高溫高壓合成中,都傾向于合成出六八面體的圓料,因為這種晶型耐磨性、強(qiáng)度、韌性、沖擊韌性、磁化率等各項性能都比較好,合成區(qū)間大,生產(chǎn)比較容易控制,應(yīng)用也比較廣泛,這里就不再贅述。
今天想特別介紹一下八面體金剛石,之前我們合成時,都盡量避免這種晶型,因為這種八面體金剛石的合成通常需要很高的合成溫度,制取的八面體金剛石表面完整度不高,且單產(chǎn)低,成本較高,而且對合成設(shè)備來說危險比較大,難以滿足工業(yè)生產(chǎn)的實際應(yīng)用。
但是這種晶型也有它的優(yōu)異性能,由于尖角突出,棱角強(qiáng)度較高,鋒利度和耐磨度很高,可以應(yīng)用在修整和磨削工具中,能夠顯著提高相關(guān)產(chǎn)品性能,適于高精、高效修整和磨削領(lǐng)域的應(yīng)用。該類金剛石具有廣闊的發(fā)展空間和應(yīng)用前景,市場潛力很大。目前已經(jīng)有相關(guān)企業(yè)通過合成觸媒配方并優(yōu)化合成腔體及工藝設(shè)計控制八面體金剛石在晶型區(qū)內(nèi)的穩(wěn)定生長,生產(chǎn)出晶型完整一致、磁化率低、尖角強(qiáng)度高的八面體金剛石單晶。
金剛石的晶型這么多種,沒有好壞之分,只有用途不同,只要利用好每一種晶型的特性,都會找到它們發(fā)揮價值的領(lǐng)域。每種事物都自帶閃光點,正如我們一樣,不要光贊美高聳的東西,平原和丘陵一樣不朽!