金刚石微粉强度的测试方法

金刚石微粉强度的测试方法

       金刚石微粉因其极高的硬度、出色的导热率、优异的耐磨性和极为稳定的化学特性,在下游行业需求旺盛,尤其是在切、磨、抛、锯等加工领域正在逐步取代传统碳化硅、氧化铝等磨料磨削材料,广泛应用于石材、建筑、地质、石油等国民经济各个领域。

       对于金刚石微粉来说,影响其质量的因素有微粉强度(品级)、杂质含量、粒度分布、微粉形状等。若根据其影响重要性排序,微粉强度(品级)则排在首位。对于微粉的杂质含量、粒度分布和微粉形状等特性,目前均有比较成熟的检验方法,但对于微粉强度却依旧没有公认的方法进行快速地评价,只能通过其金刚石单晶原材料进行控制。一旦单晶金刚石颗粒被做成微粉,就没有方法直接对其强度(品级)进行检验。因此，目前的现状给微粉生产企业和复合片厂家的质量控制带来很多不确定性。

       目前,金刚石微粉强度的测试方法有拉曼光谱法、红外光谱法、冲击韧性法和冷压破碎法等。

       拉曼光谱法

拉曼光谱技术最早应用于金刚石膜的应力大小分析,而利用拉曼光谱技术对金刚石微粉的强度进行检测分析是原三磨所教授周波提出一种测试方法,并开发了相关测试设备和数据分析软件金刚石拉曼光谱分析仪简介,来检测评价金刚石微粉的强度(品级)。这为金刚石微粉生产企业和使用单位提供了一种有效的质量检验与控制手段。拉曼光谱法的测试原理是利用金刚石微粉中存在的结构缺陷,通过拉曼光谱分析金刚石微粉的特征峰强度、荧光强度和峰位偏移量进行计算分析微粉的强度(品级),是一种快速、便捷、无损的检测方法。

       红外漫反射(DR-FTIR)是一种非常适合粉末样品分析的技术,它可以提供有关杂质和晶体缺陷的性质和水平的定量和定性信息。FTIR透过率与晶体缺陷(如位错和晶界)引起的弹性光散射有关,晶体缺陷浓度越高,基线透过率越低,其微粉强度越低。红外光谱法与拉曼光谱法测试微粉强度具有相似之处,都是利用光谱对微粉中的缺陷或杂质的敏感性,两者均为无损测试,且测试速度快、效率高。

       冲击韧性法

       冲击韧性法即将金刚石微粉和钢球放置于冲击罐中,采用冲击韧性检测仪在冲击罐内进行冲击,振荡冲击完成后取出样本,进行检测分析。冲击韧性法是一种有损测试方法,且测试所需样品量较多,测试过程较为繁琐。

       冷压破碎法

       冷压破碎法通过研究在初装、冷等静压后以及六面顶压机内等不同压力条件下、金刚石微粉粒径和配比在加压前后的粒径分布的变化,采用激光粒度仪对冷压前后的D50进行比较得出冲击韧性。可以用来研究不同配方的金刚石微粉在不同压力下的破碎率和致密度。冷压破碎法也是一种有损测试方法,测试所需样品量较多,测试过程较为繁琐。

测试方法                       原理                                               特点   

拉曼光谱法       利用金刚石微粉中存在的结构缺陷，

                      通过光谱分析其强度                                   方法简单，所需样品量少，

                                                                                      且均为无损测试

红外韧光谱法      根据光谱学原理，利用其对微粉中

                        缺陷和杂质和敏感性进行检测

冷压破碎法       采用钢球冲击完成后进行样本检测

                                                                              所需样品量大，测试过程繁琐，且都是破坏性试验。

冲击破碎法         施加外压，通过分析加压前后的

                         粒径变化比较得出冲击韧性

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