Blog Kordelasa

Czołem

Teraz trochę o diamentach, to będzie taki prolog do opisu narzędzi diamentowych, głownie tarcz diamentowych i wierteł, ale o tym później.

Diament jest najtwardszym ze znanych minerałów, także przepięknym i oszałamiającym, węgiel w postaci krystalicznej, bo tym jest w rzeczywistości, który od dawna frapuje dusze i umysły wszystkich ludzi.

 

 Charakteryzuje się bardzo małym współczynnikiem tarcia, ma najmniejszy współczynnik rozszerzalności termicznej, jest chemicznie obojętny i odporny na ścieranie, jest izolatorem elektrycznym i jednocześnie bardzo dobrym przewodnikiem ciepła. Jest przejrzystyw widmie ultrafioletowym i podczerwonym. Ze względu na tak fenomenalne właściwości znajduje zastosowanie, włączając jak najbardziej zastosowanie jubilerskie, jako zapobiegawcza powłoka diamentowa nanoszona na implanty stawów, w których zużywanie się ścierne ma kluczowe znaczenie, czy zastawki serca człowieka, do szlifowania i docierania węglików spiekanych, drążenia skał, przeciągania drutów i prętów, obciągania ściernic ceramicznych, jako wgłębniki do pomiaru twardości i do pomiaru gładkości powierzchni, cięcia płyt wykonanych z szkła i ceramiki - tarcze diamentowe do szlifowania ceramiki, obróbki ściernej szkła optycznego i zdobniczego, obróbki metali nieżelaznych i ich stopów, obróbki tworzyw sztucznych, półprzewodników, materiałów ceramicznych, szlifowania brylantów i kamieni półszlachetnych, w narzędziach stomatologicznych i chirurgicznych. Nader uniwersalnie, materiał ścierny w formie diamentu wykorzystuje się do produkcji proszków, zawiesin, ściernic ze spoiwem żywicznym, metalowym, ceramicznym, ale także do przygotowywania preparatów mikroskopowych. Nas najmocniej interesuje użycie umożliwiające nader dokładną obróbkę wszystkich znanych naturalnych i sztucznych materiałów.

 

Diament w naturze powstał w ekstremalnych warunkach, na dużych głębokościach pod powierzchnią ziemi w wyniku gigantycznego ciśnienia dochodzącego nawet do 70-80 ton na centymetr kwadratowy w temperaturze 1100 - 1300 stopni Celsjusza. Na nieszczęście, takie warunki powstawania diamentu warunkują zarówno rzadkość jego występowania jak i jego wysoką cenę. W związku z tym tylko sztuczna synteza diamentu mogła dać produkt, który można by wdrożyć w sposób przemysłowy.

 

 Pierwsze eksperymenty związane z syntezą diamentu nabrały rozpędu po tym jak niejaki Smithson Tennat odkrył, że diament jest postacią krystaliczną węgla pierwiastkowego, a stało się to w 1766. Później starano się w laboratoriach stworzyć analogiczne warunki, co w naturze. Pierwsze patenty należą do GE, którego naukowcy w 1955 roku wyprodukowali pierwszą serię syntetycznych diamentów. Synteza polegała na zmianie grafitu w diament (zmiana dotyczyła struktury geometrycznej) przy zastosowaniu ogromnych temperatur i ciśnień w obecności katalizatorów. W latach 80 tych zastosowano inną metodę CVD, polega ona na niskociśnieniowym wytwarzaniu diamentu syntetycznego z fazy gazowej. Technologia ta umożliwia nakładanie diamentu na duże powierzchnie. Diament taki posiada znaczną jednorodność struktury krystalograficznej i czystość chemiczną. 

Aktualnie, co roku wytwarza się tony tego minerału, który niczym nie ustępuje prawdziwemu (oprócz ceny), a poza tym w warunkach nadzorowanych, jest możliwość produkowania ziaren o jednakowych parametrach, wielkości i struktury. Powszechność użycia go w technice wpłynęła wymownie na obniżenie jego ceny, a także ceny narzędzi z segmentami diamentowymi: tarcze diamentowe, wiertła diamentowe, ściernice diamentowe, i inne.

 

Przy produkcji narzędzi istotna jest klasa diamentu, im większe i bardziej symetryczne (zbliżone do naturalnego kryształu) ziarno diamentu, tym większe jego zdolności ścierająco-tnące. W zależności od charakteru zastosowania i rozmiaru narzędzia ustalono podział na ziarna w jednostkach mesh, który jest ilością oczek przypadającą na 1 cal. I tak: bardzo ogólna 8-12 mesh, ogólna 14-24 mesh, średnia 30-60 mesh, dokładna 70-120 mesh, bardzo dokładna 150-240 mesh, super dokładna 280-600 mesh. 

 

 W technice budowlanej (beton, grani, marmur, gres, terakota i asfalt) stosuje się przede wszystkim ziarna syntetyczne o wielkości 20 - 60 mesh. Wielkość tych ziaren uzależniona jest od rodzaju obrabianego materiału. Do materiału gruboziarnistego stosuje się grubsze ziarno, do drobnoziarnistego drobne. Mniejsze kryształy diamentowe znacznie poprawiają, jakość cięcia, jego gładkość. Forma ziarna zależna jest również od przybranej postaci krystalicznej. Im bardziej doskonała, tym większa odporność udarowa kryształu.