다양한 결정구조를 지닌 다이아몬드의 응용
천연 다이아몬드는 지하 150~200㎞ 깊이에서 탄소 원자가 탄생해 수억년 동안 고온과 고압을 견뎌야 한다. 사람들 앞에 나타나려면 시간이 지나면서 지질학적 움직임에 의해 계속해서 지구 표면으로 올라와야 한다. , 매우 희소하다고 할 수 있습니다. 그래서 천연다이아몬드의 결정화조건과 성장환경을 모사하여 과학적 방법을 사용하여 초경도, 내마모성, 내식성 등 우수한 특성을 지닌 인공다이아몬드를 합성하였고, 다이아몬드의 합성시간을 10일 이상으로 단축시켰습니다. 며칠이라도. 합성 다이아몬드는 단결정과 다결정으로 구분됩니다. 그들은 각각 고유한 결정 구조와 특성을 가지고 있어 응용 분야가 다릅니다.
1. 단결정 다이아몬드
단결정 다이아몬드는 포화도와 방향성을 지닌 공유 결합으로 결합된 결정체입니다. 가장 일반적인 유형의 다이아몬드 결정입니다. 결정 내부의 입자는 3차원 공간에 규칙적이고 동시적으로 배열되어 결함이 거의 없습니다. , 결정립계 제한이 없어 열전도율, 경도, 광투과율, 전기적 특성 등에서 탁월한 장점을 가지고 있습니다.
열전도 응용
다이아몬드의 열전도도는 기본적으로 탄소 원자 진동(즉, 포논)의 전파에서 비롯됩니다. 다이아몬드의 불순물 원소, 전위, 균열 및 기타 결정 결함, 잔류 금속 촉매, 격자 방향 및 기타 요인이 포논과 충돌합니다. 이는 산란되어 포논의 평균 자유 경로를 제한하고 열전도도를 감소시킵니다. 단결정 다이아몬드는 매우 규칙적인 격자 구조를 갖고 있어 결정립계 산란의 영향을 거의 받지 않습니다. 따라서 최대 2200W/(m·K)의 열전도율을 갖습니다.
광학 응용
CVD 공법으로 제조된 고품질 단결정 다이아몬드는 불순물이 거의 없이 완전히 무색 투명할 수 있습니다. 또한 고도로 정렬된 결정 구조는 빛이 결정 내에서 전파될 때 구조적 불규칙성에 의해 간섭되는 것을 방지하여 더욱 우수한 광학 성능을 생성합니다.
절단 용도
단결정 다이아몬드 공구의 미세 경도는 10000HV에 달하므로 내마모성이 우수합니다. 단결정 다이아몬드의 절삭날은 원자 수준의 직진성과 선명도를 달성할 수 있기 때문에 절단 중에 완벽한 절삭날을 공작물에 직접 복사하여 매우 매끄러운 마감의 거울 표면을 생성하여 매우 높은 치수 정확도를 보장합니다. , 고속 절삭 및 고하중에서도 공구 수명과 안정적인 성능을 유지할 수 있습니다. 초박절삭 및 초정밀 가공에 적합합니다.
연삭 및 연마
단결정 다이아몬드는 분산이 좋고 날카로운 모서리의 활용률이 높습니다. 따라서 분쇄액으로 제조할 때 다결정 다이아몬드보다 농도가 훨씬 낮고 가격 대비 성능이 상대적으로 높습니다.
2. 다결정 다이아몬드
다결정 다이아몬드의 구조는 불포화 결합을 통해 결합된 나노미터 크기의 작은 입자들로 구성되어 있으며, 이는 천연 블랙 다이아몬드(검은색 또는 어두운 회색을 주색으로 하는 천연 다결정 다이아몬드)와 매우 유사합니다.
반도체 분야
반도체 소재로서 다이아몬드 다결정 소재와 단결정 소재의 적용 방향은 상당히 다릅니다. 다결정 다이아몬드의 광학적, 전기적 특성은 단결정 다이아몬드만큼 좋지 않습니다. 광학 등급 및 전자 등급 다결정 다이아몬드 필름의 적용은 상대적으로 까다롭습니다. 준비에는 이상적인 증착 속도와 극도로 낮거나 제어 가능한 결함 밀도가 필요합니다.
연삭 및 연마
다결정 다이아몬드 입자는 배열이 필요하지 않기 때문에 고압을 가했을 때 생성되는 미세 균열은 큰 벽개면 파괴 없이 작은 범위의 미세 결정으로 제한될 수 있으며 자체 샤프닝 특성이 우수하므로 허용됩니다. 연삭 중에 연삭됩니다. 그리고 연마할 때는 더 높은 단위 압력을 사용하십시오.
절단 도구
다결정 다이아몬드의 무질서한 결정 구조는 큰 단결정 다이아몬드에 비해 내충격성이 뛰어나고 절단 시 균열이 발생할 가능성이 적습니다.