钻石与材料的简介

1、2021/3/10讲解：XX1 材料介绍材料介绍-钻石钻石 工业设计二班 王永吉 2021/3/10讲解：XX2 一.什么是钻石？ v钻石是指经过琢磨的金刚石，金刚石是一种 天然矿物，是钻石的原石。简单地讲，天然 钻石是在地球深部高压、高温条件下形成的 一种由碳元素组成的单质晶体。 2021/3/10讲解：XX3 二.钻石的简介 v中文名称：中文名称：金刚石 v英文名称：英文名称：Diamond v摩氏硬度摩氏硬度：10 v 化学化学成份：成份：99.98%的碳 （C60） v物理性能：物理性能：是天然矿物中的最高硬度，其脆性也相当高，用力碰撞 仍会碎裂。源于古希腊语Adamant，意思是坚硬

2、不可侵犯的物质，是公 认的宝石之王。钻石的。也就是说，钻石其实是一种密度相当高的碳结 晶体。 v常见外形：常见外形：圆形、椭圆形、榄尖形、心形、梨形、方形、三角型及 祖母绿形。圆钻，是最常见的形状。 v折射率折射率:2.417 v色散值：色散值：0.044（高）（高） v全内反射：临界角：全内反射：临界角：24.5 2021/3/10讲解：XX4 三.钻石的主要产地 v钻石的主要产地是澳大利亚、博茨瓦纳、加 拿大、津巴布韦、纳米比亚、南非、巴西、 西伯利亚；目前世界主要的钻石切磨中心有： 比利时安特卫普，以色列特拉维夫，美国纽 约，印度孟买，泰国曼谷。安特卫普有世界 钻石之都的美誉，全世界钻石

3、交易有一半左 右在这里完成，“安特卫普切工”是完美切 工的代名词 2021/3/10讲解：XX5 四.钻石的检验 v硬度检验硬度检验 v钻石是已知最硬的自然生成物质，没有什么东西可在钻 石上划上痕迹，若能划上痕迹的则绝非钻石。 v导热性试验导热性试验 v在待辩钻石和其它相似物品上同时呼一口气，若是钻石 则其表面凝聚的水雾应比其它物品上的水雾蒸发得快，这是 因为钻石具有高导热性的原因。 v观察反射光观察反射光 v用放大镜可观察到钻石的腰围处呈现一种很细的磨砂状 并有亮晶晶的反射光。钻石的这种特征是独一无二的。 2021/3/10讲解：XX6 v图为钻石的原石 2021/3/10讲解：XX7 五.

4、天然与人造 v天然天然 v金刚石，也称钻石，有天然金 刚石和人造金刚石两种。金刚石是 目前世界上已知的最硬工业材料， 它不仅具有硬度高、耐磨、热稳定 性能好等特性，而且以其优秀的抗 压强度、散热速率、传声速率、电 流阻抗、防蚀能力、透光、低热胀 率等物理性能，成为工业应用领域 不可替代的新材料，现代工业和科 学技术的瑰宝。 。 2021/3/10讲解：XX8 v人造人造 v人造金刚石是加工业最硬的磨料，电子 工业最有效的散热材料，半导体最好的晶片， 通讯元器件最高频的滤波器，音响最传真的 振动膜，机件最稳定的抗蚀层等等，已经被 广泛应用于冶金、石油钻探、建筑工程、机 械加工、仪器仪表、电子工业

5、、航空航天以 及现代尖端科学领域。 2021/3/10讲解：XX9 六六.评价与选购评价与选购 钻石的质量好坏取决于钻石的4C标准，钻石的 4C即钻石评价标准。它包括钻石的卡、净度、色级、 和切工。卡是我们常说的克拉，表示钻石的大小。 净度是指钻石中瑕疵的多少，瑕疵少的级别就高， 可以反射出耀眼的光芒。但是如果钻石的瑕疵多， 就可能造成钻石的表面非常暗淡。色级是指钻石的 颜色级别，钻石的颜色由最罕贵的完全无色至黄、 褐色，色泽越浅的钻石，光线越易于穿透。 2021/3/10讲解：XX10 2021/3/10讲解：XX11 精美的钻石王冠 2021/3/10讲解：XX12 2021/3/10讲解

6、：XX13 七七.人造金刚石聚晶概况人造金刚石聚晶概况 v人造金刚石聚晶采用对金刚石呈惰性的结合 剂与金刚石颗粒在高温高压条件下制造而成。 同时因结合剂的热膨胀系数与金刚石的接近， 故其耐热温度达到1200左右。人造金刚 石聚晶具有很好的耐磨性、热稳定性、抗压 强度和抗冲击韧性，广泛用于地质勘探、石 油开采和天然宝石加工业和机械加工修整工 具等领域。 2021/3/10讲解：XX14 八八.人造金刚石聚晶分类人造金刚石聚晶分类 v（一）人造金刚石聚晶（一）人造金刚石聚晶PCD v人造金刚石聚晶PCD (Polycrystalline diamond) 用于天然钻石腰棱的打磨抛光，这 个系列的金

7、刚石聚晶相比于天然金刚石具有 更高的研磨效率，己成众多钻石加工厂商的 必选。 2021/3/10讲解：XX15 v（二）人造金刚石聚晶（二）人造金刚石聚晶TSP v人造金刚石聚晶TSP采用对金刚石呈惰性的结合剂与金 刚石颗粒在高温高压条件下制造而成。同时因结合剂的热膨 胀系数与金刚石的接近，故其耐热温度达到1200左右。人 造金刚石聚晶TSP系列具有更好的热稳定性及更高的抗冲击 强度和更好的耐磨性，其磨耗比可达3万10万,因而可满足 地质条件较复杂的地层钻进需要，适用于石油钻探，地质勘 探，钻头小保径聚晶，成本相比于天然金刚石又非常低廉， 耐磨度高.形状有三角形、正方形、长方形、圆柱形、两端

8、圆弧形、其多样化适用于各种钻探工具与地质要求。 2021/3/10讲解：XX16 九九.CVD金刚石概述金刚石概述 由于 CVD 金刚石中不含 任何金属催化剂，因此它的 热稳定性接近天然金刚石。 同高温高压人工合成聚晶金 刚石一样， CVD 金刚石晶 粒也呈无序排列，无脆性解 理面，因此呈现各向同性。 CVD金刚石现在被用为刀 具材料的一种。 2021/3/10讲解：XX17 十十.CVD金刚石热学性质的应用金刚石热学性质的应用 CVD金刚石的一个重要性质是它具有极高 的热导率。在室温条件下，金刚石的热导率 是铜的五倍。同时，它本身又是极好的绝缘 材料。因此可以应用金刚石膜制作高功率光 电子元件的散热器材料。CVD 金刚石光学性 质