ОЦІНКА ПОВЕРХНЕВИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВИСОКОМІЦНИХ СИНТЕТИЧНИХ ШЛІФПОРОШКІВ АЛМАЗУ
Анотація
На сучасному етапі розвитку прогресивних технологій обробки інструментальних та композиційних матеріалів машинобудування потребує використання ефективного алмазного інструменту – правлячих роликів, які оснащуються алмазними шліфпорошками. Працездатність такого інструменту значною мірою залежить від якості алмазних порошків, тому для виготовлення правлячих інструментів зазвичай використовуються порошки природних алмазів підвищеної міцності і зернистості, або високоміцні синтетичні алмазні порошки марок АС200 – АС400. Метою даної роботи було комплексне дослідження фізико-механічних та фізико-хімічних характеристик високоміцних синтетичних шліфпорошків алмазу марок АС300 – АС200 зернистості 630/500 та 500/400.
Для кожної окремої марки визначали властивості алмазних порошків за методиками, що були розроблені в Інституті надтвердих матеріалів НАНУ: міцність та однорідність за міцністю, питому магнітну сприйнятливість, гідрофільність. Зовнішній вигляд шліфпорошків алмазу різних зернистостей вивчали за допомогою оптичного мікроскопу Axioscope 5 (Carl Zeiss Microscopy GmbH, Німеччина). Дослідження структурно-сорбційних властивостей поверхні шліфпорошків алмазу проводили класичним методом адсорбції газів при низьких температурах відповідно до принципу БЕТ за допомогою газоадсорбційного аналізатора NOVA 2200 (Quantachrome, USA) і Accusorb 2100 (Культронікс), які призначені для вимірювання пористості, питомої площі поверхні, радіусу пор.
Питома поверхня зразків також визначалася екстраполяційно-аналітичним методом. Вихідними даними для його реалізації слугували результати діагностування за допомогою приладу DiaInspect.OSM фірми VOLLSTÄDT DIMANT Gmb (Німеччина) розмірних і геометричних характеристик порошку, зокрема, таких як довжина і ширина проекції зерна, її площа та периметр.
За експериментальними результатами адсорбційних досліджень показано, що зразки синтетичного алмазу характеризуються невеликою питомою поверхнею від 0,17 до 0,21 м2/г та малим об’ємом пор для алмазів зернистості 630/500 марок АС300–АС200 від 1,88-1,99 ×10-4 до 1,75×10-4 мл/г для алмазів марки АС250 зернистості 500/400. Величина гідрофільності поверхні алмазів марки АС200 зернистості 630/500 приблизно у 2,7 разів більше ніж гідрофільність алмазів марки АС300. Для алмазів марки АС250 зернистості 630/500 приблизно у 1,3 рази більше ніж для алмазів зернистості 500/400. Розраховані екстраполяційно-аналітичним методом показники питомій поверхні досліджених зразків виявилися значно нижчими, ніж отриманні експериментальним методом. Це може бути пояснено не можливість урахування у розрахунках впливу вкладу на показники питомої поверхні функціонального поверхневих груп.
Показано також, що метод низькотемпературної адсорбції-десорбції азоту може використовуватися для визначення відносної концентрації дефектів і прогнозування фізико-механічних властивостей кристалічних алмазних порошків мікронного розміру.
