تطبيقات الماس مع الهياكل البلورية المختلفة

ويتطلب الألماس الطبيعي أن تتولد ذرات الكربون على عمق 150-200 كيلومتر تحت الأرض وتتعرض لمئات الملايين من السنين لدرجات حرارة وضغط مرتفعين. ولكي يظهر أمام الناس، يجب أن يستمر ظهوره إلى سطح الأرض عن طريق الحركات الجيولوجية مع مرور الوقت. ، يمكن القول أنها نادرة جدًا. لذلك، من خلال محاكاة ظروف التبلور وبيئة نمو الماس الطبيعي، استخدم الناس الأساليب العلمية لتجميع الماس الاصطناعي الذي يتمتع أيضًا بخصائص ممتازة مثل الصلابة الفائقة، ومقاومة التآكل، ومقاومة التآكل، مما يختصر وقت تصنيع الماس إلى أكثر من عشرة أيام أو حتى بضعة أيام. ينقسم الماس الاصطناعي إلى بلورات مفردة ومتعددة البلورات. ولكل منها هياكل وخصائص بلورية فريدة، مما يجعلها مختلفة في التطبيقات.

1. الماس الكريستال واحد

الماس البلوري الفردي عبارة عن بلورة مرتبطة بروابط تساهمية مع التشبع والاتجاه. هذا هو النوع الأكثر شيوعا من الكريستال الماسي. يتم ترتيب الجسيمات الموجودة داخل البلورة بانتظام وبشكل متزامن في مساحة ثلاثية الأبعاد، مع وجود عيوب قليلة. ، بدون قيود حدود الحبوب، لذلك فهو يتمتع بمزايا بارزة في التوصيل الحراري والصلابة ونفاذية الضوء والخواص الكهربائية.

تطبيقات التوصيل الحراري

تأتي الموصلية الحرارية للماس أساسًا من انتشار اهتزازات ذرة الكربون (أي الفونونات). عناصر الشوائب، والخلع، والشقوق وغيرها من العيوب البلورية في الماس، والمحفزات المعدنية المتبقية، واتجاه الشبكة وعوامل أخرى سوف تتصادم مع الفونونات. إنه ينثر، مما يحد من متوسط المسار الحر للفونونات ويقلل التوصيل الحراري. يحتوي الماس البلوري المفرد على بنية شبكية مرتبة للغاية، مما يجعله غير متأثر تقريبًا بتشتت حدود الحبوب. ولذلك، فهو يتمتع بموصلية حرارية تصل إلى 2200 واط/(م·ك).

التطبيقات البصرية

يمكن أن يكون الماس الكريستالي الأحادي عالي الجودة المحضر بطريقة CVD عديم اللون وشفافًا تمامًا، ولا يحتوي على أي شوائب تقريبًا. كما يمنع هيكلها البلوري عالي الترتيب الضوء من التداخل مع المخالفات الهيكلية عند الانتشار في البلورة، مما يؤدي إلى إنتاج أداء بصري أكثر ممتازة.

تطبيقات القطع

تصل الصلابة الدقيقة للأدوات الماسية البلورية المفردة إلى 10000HV، لذلك فهي تتمتع بمقاومة جيدة للتآكل. بما أن حافة القطع للماس البلوري المفرد يمكن أن تحقق استقامة وحدة المستوى الذري، يمكن نسخ حافة القطع المثالية مباشرة على قطعة العمل أثناء القطع لإنتاج سطح مرآة بلمسة نهائية ناعمة للغاية، مما يضمن دقة أبعاد عالية للغاية. ، ويمكن الحفاظ على عمر الأداة والأداء المستقر في ظل القطع عالي السرعة والحمل الثقيل. إنها مناسبة للقطع الرفيع للغاية والآلات فائقة الدقة.

طحن وتلميع

الماس البلوري المفرد لديه تشتت جيد ومعدل استخدام أعلى للزوايا الحادة. لذلك، عندما يتم تحضيره إلى سائل طحن، يكون التركيز أقل بكثير من تركيز الماس متعدد البلورات، وأداء تكلفته مرتفع نسبيًا.

2. الماس متعدد البلورات

يتكون هيكل الماس متعدد البلورات من العديد من الجزيئات الصغيرة بحجم نانومتر المرتبطة من خلال روابط غير مشبعة، والتي تشبه إلى حد كبير الماس الأسود الطبيعي (الألماس متعدد البلورات الطبيعي باللون الأسود أو الرمادي الداكن كلون رئيسي).

مجال أشباه الموصلات

باعتبارها مواد شبه موصلة، فإن اتجاهات تطبيق الماس متعدد البلورات والمواد البلورية المفردة مختلفة تمامًا. الخصائص البصرية والكهربائية للألماس متعدد البلورات ليست جيدة مثل تلك الخاصة بالألماس البلوري الأحادي. يعد تطبيق أفلام الماس متعدد البلورات من الدرجة البصرية والإلكترونية أمرًا متطلبًا نسبيًا. يتطلب التحضير معدل ترسيب مثالي وكثافة عيب منخفضة للغاية أو يمكن السيطرة عليها.

طحن وتلميع

نظرًا لأن حبيبات الألماس متعدد البلورات لا تحتاج إلى ترتيب، فإن الكسور الدقيقة الناتجة عند تعرضها لضغط عالٍ يمكن أن تقتصر على نطاق صغير من البلورات الدقيقة، دون كسور مستوية انقسام كبيرة، ولها خصائص شحذ ذاتي جيدة، لذلك يُسمح بها ليتم طحنها أثناء الطحن. واستخدم ضغط الوحدة الأعلى عند التلميع.

أدوات القطع

بالمقارنة مع بلورات الماس المفردة الكبيرة، فإن البنية البلورية المضطربة للألماس متعدد البلورات تمنحه مقاومة أكبر للصدمات وأقل عرضة للتشقق أثناء القطع.