Il diamante, comunemente noto come “trapano diamantato”, è un minerale composto da atomi di carbonio. È un allotropo della grafite, con la chimico Formula C, ed è la forma naturale di ciò che normalmente riconosciamo come diamante. Il diamante è la sostanza naturale più dura sulla Terra.
Micropolvere di diamante Si divide principalmente in tre tipologie: micropolvere di diamante monocristallino, micropolvere di diamante policristallino e micropolvere di nanodiamante. Esistono inoltre altre tipologie, come la micropolvere di diamante pseudo-policristallino e la micropolvere di diamante agglomerata. Presenta elevata durezza e resistenza all'usura.
Questo lo rende ideale per il taglio, la molatura, la foratura e la lucidatura. È particolarmente indicato per materiali duri come metallo duro, ceramica, pietre preziose e vetro ottico.
Micropolvere di diamante, in termini di dimensione delle particelle, rientra negli intervalli micrometrici, sub-micrometrici e nanometrici. Rispetto alle polveri grossolane, la sua area superficiale specifica e i gruppi funzionali superficiali sono significativamente aumentati, migliorando le interazioni tra le particelle durante il processo di produzione.
Inoltre, con la riduzione delle dimensioni delle particelle, i difetti nelle particelle si riducono, con conseguente aumento della resistenza. La produzione di micropolvere di diamante è un processo complesso. Non comporta solo la riduzione delle dimensioni delle particelle, ma anche modifiche nella struttura cristallina e nelle proprietà fisico-chimiche superficiali. La tecnologia di produzione di micropolvere di diamante è una sfida ingegneristica multidisciplinare. Coinvolge meccanica, ingegneria delle polveri, chimica fisica, strumentazione moderna e tecniche di collaudo.
Processo e attrezzatura per la produzione di micropolvere di diamante
Attualmente, la micropolvere di diamante più comune viene prodotta frantumando, purificando e classificando diamanti sintetici. Generalmente, esistono due metodi di base per frantumare materiali moderatamente grossolani fino a dimensioni micrometriche o submicrometriche: impatto meccanico e macinazione a flusso d'aria.
UN mulino a sfere è un dispositivo di frantumazione che utilizza principalmente la compressione meccanica, con un'azione di impatto a bassa velocità. In termini di metodi, utilizzando un mulino a sfere Il metodo più comunemente utilizzato è quello di frantumare i diamanti per produrne micropolvere.
Tuttavia, a causa della sua bassa efficienza produttiva, è stato ora sostituito da un mulino a getto d'aria.
Il principio di funzionamento del mulino a getto d'aria è che l'aria compressa funge da mezzo di lavoro.
L'aria compressa viene iniettata ad alta velocità nella camera di macinazione attraverso uno speciale ugello supersonico. Il flusso d'aria trasporta il materiale ad alta velocità, causando intense collisioni, attrito e taglio tra le particelle, ottenendo così la frantumazione.
Questo metodo di frantumazione è vantaggioso per la produzione di micropolveri di diamante in quanto produce particelle di forma ideale. Il principale vantaggio del mulino a flusso d'aria è che non è limitato dalla velocità meccanica della linea. Può generare velocità dell'aria molto elevate, in particolare nei mulini supersonici, che raggiungono velocità diverse volte superiori a quella del suono. Ciò si traduce in un'enorme energia cinetica, facilitando l'ottenimento di polveri ultrafini micrometriche e submicrometriche. Dal punto di vista del principio di frantumazione, questo tipo di macchina ha un potenziale promettente per la produzione di micropolveri di diamante.
Tipi e applicazioni della polvere di diamante
Micropolvere di diamante monocristallino
La micropolvere di diamante monocristallino è realizzata a partire da abrasivi monocristallini di diamante sintetico. Viene lavorata tramite frantumazione e formatura utilizzando tecniche speciali per materiali superduri. Le sue particelle mantengono le caratteristiche monocristalline del diamante. Le particelle hanno una forma cristallina esagonale-ottaedrica regolare e completa. Presenta elevata resistenza e tenacità. Presenta inoltre un'eccellente stabilità termica e una forte resistenza agli urti.
Applicazione：È adatto per la produzione di prodotti galvanizzati, mole abrasive e mole lucidanti. Viene utilizzato per la lucidatura e l'incisione di pietre pregiate, vetri per auto, mobili di alta qualità, ceramiche, carburo cementato e materiali magnetici. È anche una materia prima ideale per la levigatura e la lucidatura di materiali duri come carburo cementato, ceramiche, pietre preziose e vetro ottico.
Micropolvere di diamante policristallino
La micropolvere di diamante policristallino viene prodotta tramite un'esplosione ad alta energia, che converte la grafite in diamante con una struttura simile al carbonado. A causa del breve tempo di sintesi, i grani di diamante presentano difetti strutturali e sono costituiti principalmente da microcristalli di dimensioni inferiori a 100 nanometri.
Nella lavorazione di alcuni materiali speciali, il diamante policristallino non causa graffi profondi sul pezzo. Sotto pressione, i microcristalli sulla superficie del diamante si staccano continuamente, formando nuovi taglienti. Questa caratteristica consente la rapida levigatura e lucidatura di materiali speciali ad alta durezza. Il diamante policristallino ha una velocità di asportazione 2-4 volte superiore rispetto ai normali prodotti diamantati, senza causare graffi.
Applicazione:Viene utilizzato principalmente in settori come la produzione di cristalli ottici per chip, la lavorazione ultrafine, la lucidatura di wafer di silicio di grandi dimensioni e la modifica delle superfici. La micropolvere di diamante policristallino sferica ha un aspetto grigio-nero con una leggera lucentezza metallica.
Micropolvere di diamante pseudo-policristallino
La micropolvere di diamante pseudo-policristallino ha una struttura porosa, con una superficie ricca di bordi taglienti affilati. Dopo la molatura e la lucidatura, il valore Ra superficiale diminuisce significativamente.
Applicazione: È ampiamente utilizzato nella molatura di precisione e nella lucidatura di materiali duri e fragili come zaffiro, cristalli di carburo di silicio e ceramica.
Micropolvere di nanodiamanti
La micropolvere di nanodiamante è composta da particelle di diamante microcristallino di dimensioni inferiori a 20 nanometri. Speciali condizioni di sintesi per detonazione rendono le sue particelle quasi sferiche, con una superficie ricca di gruppi funzionali. La sua area superficiale specifica è di un ordine di grandezza superiore a quella dei diamanti monocristallini. Non solo possiede l'eccellente durezza e le proprietà di macinazione del diamante, ma possiede anche nuove caratteristiche dei nanomateriali, che la rendono applicabile in una gamma più ampia di settori.
Le tendenze di sviluppo della micropolvere di diamante
Attualmente, la tecnologia di produzione e il livello di processo dell'industria della micropolvere di diamante stanno migliorando. Il processo produttivo sta gradualmente diventando automatizzato. Con lo sviluppo di tecnologie avanzate e di processi produttivi di fascia alta, la domanda di prestazioni della micropolvere di diamante è in crescita. In futuro, l'industria della micropolvere di diamante si svilupperà verso prodotti più fini, specializzati e funzionalizzati.
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