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超硬磨料质量检验原理

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1超硬磨料抗压强度测定原理
取某粒度号金刚石试样40粒,分别测定其在静压作用下破碎时的负荷值(以牛顿计)。计算出这40粒负荷值的算术平均值,并按规定舍去超过平均值一倍者,余者再求平均值,即得该试样的抗压强度值。
2冲击韧性(TI及TTI)测定原理
取一定量超硬磨料基本粒,连同钢球一起装入试样管内,冲击后求得未破碎率。以未破碎率乘以100的数值来表征样品的冲击韧性(TI)。
将金刚石放在充有惰性气体的专用设备里加热后所测得的冲击韧性即为热冲击韧性(TTI)。
3堆积密度测定原理
堆积密度系指在自然堆积的情况下,在空气中单位体积内所含磨粒的质量(g/cm3)。
超硬磨料堆积密度的测定方法就是将消除静电的干燥磨料,在无振动的情况下,经漏斗流出,通过固定的高度充满一个10cm3容积的量筒,并用黄铜板按一定角度刮去余料,计量出单位体积内磨粒的质量。
4金刚石形貌观察
(1)金刚石与立方氮化硼(CBN)是世界上最硬的物质,其独特的晶体结构决定了它的晶体形貌。
理想的金刚石单晶应是六、八面体聚形,如图1所示。但由于受合成腔物理、化学环境条件的影响,往往出现不平衡发育,使个别晶面异常生长,当(1 1 1)面受到抑制时,(10 0)面将过度发育使晶形向六面体发展,趋近于Ia晶形。当(10 0)面受到抑制时,(1 1 1)晶面将过度发育,使晶形向Ib八面体发展,各种过渡晶形如下图所示。

图1 人造金刚石晶体形态
除此之外,由于受各种条件影响,使晶体发育过程存在各种缺陷和杂质,例如夹杂物(包裹体),气泡及堆垛层错等,这些都极大地影响到金刚石单晶的性能,因此备受重视。CBN也具有同样特点。
(2)将待检金刚石磨料取样,于体视显微镜下观察,区分出等积形、非等积形、完整晶体、连聚晶体,并计算出各类所占比例。
5磁化率测定原理
纯净的天然金刚石为非磁性物质。人造金刚石由于在合成过程中采用Ni、Co、Fe、Mn的合金作催化剂(触媒),使金刚石晶体内部含有不同量的金属杂质,这些杂质以包裹体的形式存在,致使金刚石晶体具有感磁性。金刚石磁性的大小用其磁化率来表征,见下式:
M=XmH
式中,Xm为磁化率,是一个无量纲的常数;M为磁化强度;H为磁场强度。
金刚石磁化率的大小不仅与其内部杂质和包裹体含量具有直接的关系,而且也与其他的理化性质和质量指标(如:热冲击强度、热稳定性、韧性、密度、色泽、透明度等)具有密切的关系。因此,通过测定磁化率这种简便的无损检测方式,检查和评价人造金刚石的质量状况,并为其合理使用和分类提供依据,具有重要的科学意义和实用价值。
JCC-B型金刚石磁化率分析仪是专用于测定金刚石等弱磁颗粒状材料磁化率的一种检测仪器。其原理框图如下图所示。

图2 磁化率分析仪原理框图
仪器采用电磁感应原理,首先由脉冲发生器产生高频振荡脉冲信号,再经过分频器变换成所需频率的方波信号。波形转换器通过权电路将方波转换成正弦波,经跟随器进行幅度控制后作用于传感器。当被测样品插入传感器中时,样品被磁化。产生一个磁场,叠加于传感器上,使传感器的平衡状态被打破,输出一个与被测样品感磁性成正比例的电压信号,差分放大器将该信号放大后送入同步检波器,同步检波器的作用是保持信号的相位一致性。检波后输出的信号经过滤波变换成直流信号,并经放大送入数据分析处理系统,最后由显示电路显示出被测样品的磁化率。
6金刚石的磁选原理
在强磁场中,磁性颗粒与非磁性颗粒的感磁能力不同,因而所产生的运动轨迹也不同。磁性较强的颗粒受到的磁力大于重力,被吸到磁辊上并随其旋转。当颗粒随磁辊转至磁场作用力以外时,磁性颗粒即从辊子脱落,进入强磁料斗;非磁性及弱磁性颗粒则因其重力大于磁力而从分料槽直接流人弱磁料斗中,从而达到磁选分离目的。
刘沐

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沙发
Alant 发表于 2015-9-5 15:09:54
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