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1.1.3 金刚石机械等方面的性质

硬度:金刚石的硬度在旧莫氏标度上为 10 级,在新莫氏标度上是 15 级,努普硬度是 90Gpa 。在任何一种标度上,金刚石都是最硬的物质。金刚石单晶呈现各向异性的特点,不同晶面上硬度不同,各晶面硬度顺序与面网密度的顺序一致,即( 111 ) > ( 110 ) > ( 100 )。利用金刚石单晶的各向异性,在使用的时候定向排列,可使金刚石钻头或滚轮的耐磨性提高 50 ~ 100 %。

解理与脆性:金刚石虽然很硬,但是很脆,容易发生八面体解理,这与各面网之间的距离有关。金刚石发生解理的顺序为:( 111 ) > ( 110 ) > ( 100 ),即( 111 )面最容易发生解理。金刚石的脆性还与晶体的完整程度有关。晶体缺陷会产生很大的内应力,甚至会引起自然劈裂;而完整的晶体有较高的韧性,劈裂所需的应力相比之下要大得多。抗冲击韧性是表征金刚石质量好坏的重要指标之一,可以利用专门的仪器进行测定。通过取一定量试样,在一定条件下作冲击实验,然后过筛,测量保持原有粒度的百分数,即可间接表示试样的韧性。

强度:金刚石不仅硬度极高,也是目前已知的强度最高的材料,因此对它进行测量比较困难,测量结果出入也比较大。各种晶形金刚石由于生产工艺、技术等方面的区别,强度也因此各不相同,可相差 2 ~ 4 倍。金刚石的强度受它所包含的包裹体、杂质结晶缺陷的影响很大。小的金刚石颗粒往往比大颗粒显示出更大的强度,存在一个尺寸效应。

金刚石其他方面的性质:金刚石的熔点约为 3700 摄氏度,导热率居所有已知材料之首,且受温度影响,并受杂质含量支配。除此之外金刚石还由于它的许多其他性质而备受关注,比如不损害生物体,与其他材料之间滑动摩擦系数小,具有很宽的光传输带等。
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