Le diamant, communément appelé « foret à diamant », est un minéral composé d'atomes de carbone. C'est un allotrope du graphite, avec chimique Formule C, et est la forme naturelle de ce que l'on appelle communément le diamant. Le diamant est la substance naturelle la plus dure sur Terre.
Micropoudre de diamant Il se divise principalement en trois types : la micropoudre de diamant monocristallin, la micropoudre de diamant polycristallin et la micropoudre de nanodiamant. Il existe également d'autres types, comme la micropoudre de diamant pseudo-polycristallin et la micropoudre de diamant agglomérée. Sa dureté et sa résistance à l'usure sont élevées.
Il est donc idéal pour la découpe, le meulage, le perçage et le polissage. Il est particulièrement adapté aux matériaux durs comme le carbure cémenté, la céramique, les pierres précieuses et le verre optique.
Micropoudre de diamant, en termes de la taille des particules, se situe dans les gammes micrométrique, submicrométrique et nanométrique. Comparé aux poudres grossières, sa surface spécifique et ses groupes fonctionnels de surface sont considérablement accrus, ce qui améliore les interactions entre les particules pendant le processus de production.
De plus, à mesure que la taille des particules diminue, les défauts diminuent, ce qui augmente la résistance. La production de micropoudre de diamant est un processus complexe. Elle implique non seulement une réduction de la taille des particules, mais aussi des modifications de la structure cristalline et des propriétés physicochimiques de surface. La technologie de production de micropoudre de diamant constitue un défi d'ingénierie multidisciplinaire. Elle implique la mécanique, Ingénierie des poudres, chimie physique, instrumentation moderne et techniques d’essai.
Procédé et équipement de production de micropoudre de diamant
Actuellement, la micropoudre de diamant la plus courante est produite par broyage, purification et classification de diamants synthétiques. Il existe généralement deux méthodes principales pour broyer des matériaux moyennement grossiers jusqu'à une taille micrométrique ou submicronique : l'impact mécanique et le broyage à air comprimé.
UN broyeur à billes est un dispositif de concassage qui utilise principalement la compression mécanique, avec une action d'impact à faible vitesse. En termes de méthodes, l'utilisation d'un broyeur à billes Le broyage des diamants pour la production de micropoudre de diamant est l’approche la plus couramment utilisée.
Cependant, en raison de sa faible efficacité de production, il a maintenant été remplacé par un broyeur à jet d'air.
Le principe de fonctionnement du broyeur à jet d'air c'est que l'air comprimé agit comme fluide de travail.
De l'air comprimé est injecté à grande vitesse dans la chambre de broyage par une buse supersonique spéciale. Le flux d'air transporte le matériau à grande vitesse, provoquant d'intenses collisions, frottements et cisaillements entre les particules, permettant ainsi leur broyage.
Cette méthode de concassage est avantageuse pour la production de micropoudres de diamant, car elle permet d'obtenir des particules aux formes idéales. Le principal avantage du broyeur à flux d'air réside dans son indépendance par rapport à la vitesse mécanique de la ligne. Il peut générer des vitesses d'air très élevées, notamment pour les broyeurs supersoniques, qui atteignent des vitesses plusieurs fois supérieures à la vitesse du son. Il en résulte une énergie cinétique considérable, facilitant l'obtention de poudres ultrafines microniques et submicroniques. Du point de vue du principe de concassage, ce type de machine présente un potentiel prometteur pour la production de micropoudres de diamant.
Types et applications de poudre de diamant
Micropoudre de diamant monocristallin
La micropoudre de diamant monocristallin est fabriquée à partir d'abrasifs monocristallins de diamant synthétique. Elle est traitée par concassage et façonnage selon des techniques spécifiques aux matériaux extra-durs. Ses particules conservent les caractéristiques monocristallines du diamant. Elles présentent une forme hexagonale-octaédrique régulière et complète. Elle présente une résistance et une ténacité élevées, ainsi qu'une excellente stabilité thermique et une forte résistance aux chocs.
ApplicationIl est adapté à la fabrication de produits électrolytiques, de meules et de disques de polissage. Il est utilisé pour le polissage et la gravure de pierres précieuses, de verre automobile, de meubles haut de gamme, de céramiques, de carbure cémenté et de matériaux magnétiques. C'est également une matière première idéale pour le meulage et le polissage de matériaux durs comme le carbure cémenté, la céramique, les pierres précieuses et le verre optique.
Micropoudre de diamant polycristallin
La micropoudre de diamant polycristallin est produite par une explosion à haute énergie, qui transforme le graphite en diamant à la structure carbonatée. En raison de la courte durée de synthèse, les grains de diamant présentent des défauts structurels et sont principalement constitués de microcristaux de moins de 100 nanomètres.
Lors de l'usinage de certains matériaux spéciaux, le diamant polycristallin ne provoque pas de rayures profondes sur la pièce. Sous la pression, les microcristaux à la surface du diamant se détachent continuellement, formant de nouvelles arêtes de coupe. Cette caractéristique permet un meulage et un polissage rapides des matériaux spéciaux de haute dureté. Le diamant polycristallin présente un taux d'enlèvement de matière 2 à 4 fois supérieur à celui des diamants classiques, sans provoquer de rayures.
Application:Il est principalement utilisé dans des domaines tels que les cristaux optiques pour puces, le traitement ultrafin, le polissage de grandes plaquettes de silicium et la modification de surface. La micropoudre de diamant polycristallin sphérique présente un aspect gris-noir avec un léger éclat métallique.
Micropoudre de diamant pseudo-polycristallin
La micropoudre de diamant pseudo-polycristallin présente une structure poreuse et une surface parsemée d'arêtes vives. Après meulage et polissage, la valeur Ra de la surface diminue considérablement.
Application: Il est largement utilisé dans le meulage et le polissage de précision de matériaux durs et cassants tels que le saphir, les cristaux de carbure de silicium et la céramique.
Micropoudre de nanodiamant
La micropoudre de nanodiamant est constituée de particules de diamant microcristallines d'une taille inférieure à 20 nanomètres. Des conditions de synthèse par détonation particulières confèrent à ses particules une forme quasi sphérique, avec une surface riche en groupes fonctionnels. Sa surface spécifique est d'un ordre de grandeur supérieure à celle des diamants monocristallins. Elle présente non seulement l'excellente dureté et les excellentes propriétés de broyage du diamant, mais aussi de nouvelles caractéristiques propres aux nanomatériaux, ce qui la rend applicable à un plus large éventail de domaines.
Les tendances de développement de la micropoudre de diamant
Actuellement, la technologie de production et le niveau de processus de l'industrie des micropoudres de diamant s'améliorent. Le processus de production s'automatise progressivement. Avec le développement des technologies de pointe et de la fabrication haut de gamme, les exigences en matière de performances des micropoudres de diamant augmentent. À l'avenir, l'industrie des micropoudres de diamant évoluera vers des procédés plus fins, spécialisés et fonctionnalisés.
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