1. 탄화물 코팅 다이아몬드 생산
금속 분말을 다이아몬드와 혼합한 후 일정 온도로 가열하고 진공 상태에서 일정 시간 동안 유지하는 원리입니다. 이 온도에서 금속의 증기압은 코팅에 충분하며, 동시에 금속이 다이아몬드 표면에 흡착되어 코팅된 다이아몬드가 형성됩니다.
2. 코팅 금속의 선택
다이아몬드 코팅을 견고하고 신뢰할 수 있게 만들고 코팅 조성물이 코팅 강도에 미치는 영향을 더 잘 이해하기 위해서는 코팅 금속을 선택해야 합니다. 다이아몬드는 탄소의 동질체이며 격자는 정사면체이므로 코팅 금속 조성물의 원리는 금속이 탄소에 대한 친화력이 좋아야 한다는 것입니다. 이렇게 하면 특정 조건 하에서 계면에서 화학적 상호작용이 발생하여 견고한 화학 결합이 형성되고 Me-C 막이 만들어집니다. 다이아몬드-금속 시스템의 침투 및 접착 이론에 따르면 화학적 상호작용은 접착 일 AW > 0이고 특정 값에 도달할 때만 발생합니다. 주기율표의 짧은 주기를 가진 B족 금속 원소(예: Cu, Sn, Ag, Zn, Ge 등)는 탄소에 대한 친화력이 약하고 접착 일이 낮아 형성되는 결합이 강하지 않은 분자 결합이므로 선택해서는 안 됩니다. 주기율표의 긴 주기 영역에 있는 전이 금속(예: Ti, V, Cr, Mn, Fe 등)은 C 시스템과의 접착력이 강합니다. C와 전이 금속의 상호작용 강도는 d층 전자 수가 증가함에 따라 커지므로 Ti와 Cr이 피복 금속으로 더욱 적합합니다.
3. 램프 실험
8500℃에서는 다이아몬드 표면의 활성탄 원자와 금속 분말이 금속 탄화물을 형성하는 데 필요한 자유 에너지에 도달할 수 없으며, 금속 탄화물 형성에 필요한 에너지를 얻으려면 최소 9000℃가 필요합니다. 그러나 온도가 너무 높으면 다이아몬드가 열적으로 손상될 수 있습니다. 온도 측정 오차 및 기타 요인의 영향을 고려하여 코팅 시험 온도는 9500℃로 설정했습니다. 절연 시간과 반응 속도의 관계(아래)에서 볼 수 있듯이, 금속 탄화물 생성에 필요한 자유 에너지에 도달한 후에는 반응이 빠르게 진행되며, 탄화물이 생성됨에 따라 반응 속도는 점차 느려집니다. 절연 시간이 길어질수록 층의 밀도와 품질이 향상되는 것은 분명하지만, 60분 이후에는 층 품질에 큰 영향을 미치지 않으므로 절연 시간을 1시간으로 설정했습니다. 진공도가 높을수록 좋지만 시험 조건에 따라 제한이 있으므로 일반적으로 10⁻³mmHg를 사용합니다.
패키지 삽입 능력 향상 원리
실험 결과에 따르면, 태아체는 코팅되지 않은 다이아몬드보다 코팅된 다이아몬드에 더 강한 내포물을 형성합니다. 태아체가 코팅된 다이아몬드에 강한 내포물을 형성하는 이유는 코팅되지 않은 인공 다이아몬드의 표면이나 내부에 표면 결함과 미세 균열이 존재하기 때문입니다. 이러한 미세 균열로 인해 다이아몬드의 강도가 저하될 뿐만 아니라, 다이아몬드의 탄소(C) 원소는 태아체 구성 요소와 거의 반응하지 않습니다. 따라서 코팅되지 않은 다이아몬드의 타이어 본체는 순전히 기계적 압출 포장이며, 이러한 포장 삽입물은 매우 약합니다. 하중이 가해지면 위의 미세 균열에 응력이 집중되어 포장 삽입 능력이 저하됩니다. 오버버든 다이아몬드의 경우는 다릅니다. 금속 필름 도금으로 인해 다이아몬드 격자 결함과 미세 균열이 채워지면서 코팅된 다이아몬드의 강도가 증가하고, 미세 균열이 채워져 응력 집중 현상이 더 이상 발생하지 않습니다. 더욱 중요한 것은, 타이어 본체에 침투된 결합 금속이 다이아몬드 표면의 탄소 화합물 침투로 전환된다는 점입니다. 그 결과, 결합 금속과 다이아몬드 사이의 접촉각이 100° 이상에서 500° 미만으로 감소하여 결합 금속과 다이아몬드의 접촉성이 크게 향상됩니다. 이는 기존의 압출 기계식 포장에서 결합 포장으로 전환되는 타이어 본체 커버링 다이아몬드 패키지를 만들어 커버링 다이아몬드와 타이어 본체의 결합을 강화함으로써 타이어 본체의 내구성을 크게 향상시킵니다.
패키지 삽입 능력. 동시에 소결 매개변수, 코팅된 다이아몬드 입자 크기, 등급, 태형체 입자 크기 등과 같은 다른 요소들도 패키지 삽입력에 일정 영향을 미친다고 생각합니다. 적절한 소결 압력은 압축 밀도를 높이고 태형체의 경도를 향상시킬 수 있습니다. 적절한 소결 온도와 유지 시간은 타이어 본체 구성 요소와 코팅된 금속 및 다이아몬드의 고온 화학 반응을 촉진하여 결합 패키지를 견고하게 고정하고, 다이아몬드 등급을 높이고, 결정 구조를 유사하게 하고, 유사상의 용해성을 향상시켜 패키지 고정력을 개선합니다.
류샤오후이에서 발췌
게시 시간: 2025년 3월 13일
