金刚石微粉质量的评定
微粉质量检查
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第一节 粉碎法
1.2 原料加工处理
原料加工处理主要是指粉碎整形以及酸碱提纯处理。
1.球磨粉碎整形
球磨粉碎整形是把磨粒加工成粒度更细的等积形的微粉。 方式： 干磨、湿法、分段破碎 常用设备：小型球磨机，如筒式的三辊四筒XBM-70型金刚石球磨机，转速
第一节 粉碎法
1.3 微粉粒度分级
2.离心沉降
在离心力场中与在重力场中情况类似。
（1）原理 离心沉降速度公式如下：
或者
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第一节 粉碎法
1.3 微粉粒度分级
(2)离心沉降时间 离心机现有LXJ-64-01型和LXJ-Ⅱ型两种，控制离心机转速和沉降时间，即 可达到粒度分级的目的。
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第一节 粉碎法
1.3 微粉粒度分级
3.沉降分级工艺流程及操作要点
（1）分级工艺流程
图17-4 金刚石微粉沉降分级工艺流程 材料科学与工程学院
第一节 粉碎法
1.3 微粉粒度分级
（2）操作要点
(A)自然沉降 利用φ 220×300玻璃缸，作好标记， 每次投料330克，加入配好的分散介质至上 标线位置，搅拌后静置。到规定时间，抽取 上下标线之间的液体。
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第二节 生长法 2.2 原料选择、加工与组装
1.石墨和触媒原料选择
（1）石墨的选择 石墨化度应在90%以上（93%～95%）；水分应小于0.5%； 粒度峰值一般在200～300目；石墨粉杂质含量应小于20ppm （2）触媒的选择
镍基触媒有利于生产晶形好的金刚石； 铁基触媒则有利于提高金刚石产量，而且成本较低； 使用比表面积大的触媒粉，利于触媒粉与石墨粉混合均匀
金刚石微粉质量的评定
1999年第3期 矿产与地质第13卷1999年6月M I NER AL R ESO U R CES A N D G EO L O GY总第71期金刚石微粉质量的评定谈耀麟(有色金属工业总公司矿产地质研究院,桂林541004)摘 要 从用户和生产厂家的观点阐述如何评定金刚石微粉的质量。
着重论述根据金刚石微粉的粒度、颗粒形状、锐利性、抗磨耗性和强度来评定金刚石微粉的质量。
关键词 金刚石微粉,质量,评价近十多年来,由于科学技术和工业的发展,60 m以细的金刚石微粉无论是天然的还是人造的,其应用范围和市场需求量都日益增大。
金刚石微粉作为一种精细磨料,如何评定其质量的优劣?本文从用户、生产厂家的需求及实验室研究的结果谈谈这一问题。
1 金刚石微粉质量要求1.1 用户对金刚石微粉的要求(1)研磨速度,就是使工件达到一定磨光度所需的研磨时间;或者在一定研磨时间内达到的磨光度。
(2)一定量的金刚石微粉所能研磨或抛光的工件总量;或者说在单位时间内所磨削掉的材料的重量,亦即磨削率。
(3)加工表面有无划伤痕迹。
1.2 生产厂家对产品质量的要求实践说明,金刚石微粉的使用要获得经济的效果,取决于金刚石微粉颗粒的形状、大小、表面特性和内部结构(抗磨耗性和强度)。
因此,从生产厂家的观点来说,为了满足用户对金刚石微粉使用性能的要求,应满足以下几个方面的要求。
(1)关于粒度问题金刚石微粉的粒度指的是一定的粒度范围,以4～8 m的金刚石微粉为例,其粒度不可能是绝对均匀的,只能说其最大公称粒度不超过8 m。
这里就有一个粒度分布问题。
金刚石微粉在工作过程中,实际上只有一部分颗粒(较大的颗粒)在起研磨作用,较小颗粒是不起作用的,所以用户总是希望金刚石微粉产品的粒度范围越窄越好。
生产厂家要生产出粒度范围窄的金刚石微粉就必须在分选过程中减小颗粒重量的差异和形状的差异。
实践证明,采用离心分选法比用自由沉降分选法更容易获得窄的粒度范围。
因为离心分选法比较容易控制沉降速度而不1998年12月25日收稿。
一种金刚石微粉冲击性能测定方法
一种金刚石微粉冲击性能测定方法蔡磊，雷雪松，朱建国，卞炳炳(盛利维尔(中国)新材料技术股份有限公司，江苏 常州 213200)[摘 要]冲击韧性(TI)是金刚石微粉质量的重要指标，本文采用激光粒度仪方法对不同粒度不同强度等级的金刚石微粉进行测试。
结果表明：激光粒度仪方法与国标GB/T 33144-2016相比，测出的冲击韧性具有相似的规律，两种方法极差和标准偏差值相近。
激光粒度仪方法可以对小于38 μm 直径金刚石微粉进行冲击性能检测，测试结果稳定性较好，可以用来区分不同强度等级的金刚石微粉。
[关键词]冲击韧性；激光粒度仪方法；金刚石微粉[中图分类号]O65[文献标识码]A[文章编号]1007-1865(2021)03-0188-03A New Testing Method of Impact Toughness Index of Diamond Micro PowderCai Lei, Lei Xuesong, Zhu Jianguo, Bian Bingbing(Sunnywell (China) New Material Technology Co., Ltd., Changzhou 213200, China)Abstract: The impact toughness index (TI) is a key index of the quality of diamond micro powder. In this paper, the method of laser particle size analyzer is used to test the IT index of different particle sizes and strength grades. The results proved that, compared with method of the nation standard GB/T 33144-2016, the method of laser particle size analyzer has the same results regularity. The results of two methods have the similar range and standard deviation. The method of laser particle size analyzercan test the TI index forthe diamond micro powder with diameter less than 38 μm. And results are stable and can be used to distinguish different strength grades of the diamond micro powder.Keywords: the impact toughness index ；the method of laser particle size analyzer ；the diamond micro powder with diameter less than 38 μm图1 砂浆切割和金刚线切的工作原理图Fig.1 Working principle diagram of slurry cutting and diamondwire cutting金刚线切割技术是将莫氏硬度为10的金刚石微粉颗粒固着于钢线基体上，钢线的高速运动带动金刚石以同样的速度运动，直接产生切割能力[1-2]。
金刚石微粉的质量检验
金刚石微粉的质量检验通常磨料的粒径在54微米以下的粉状物料称为微粉，微粉中颗粒直径小于5微米的又称为精微粉。
3.5微米以粗的微粉采用沉降法分选，3.5微粉以细的混合料采用离心法分选。
金刚石微粉主要用于非金属硬脆材料的精磨、研磨和抛光。
一般0~0.5微米至6~12微米用于抛光；5~10微米至12~22微米用于研磨；20~30微米以粗用于精磨。
金刚石微粉主要用于以下四个方面：〔1〕直接使用微粉或制成研磨膏，广泛用于硬质合金、高铝陶瓷、光学玻璃、仪表宝石、半导体等材料制成的刃具、量具、光学仪器、电子器件等精密零件，其加工粗糙度可以达到镜面效果。
〔2〕金刚石微粉大量用于制造精磨片、超精磨片、电镀制品。
〔3〕金刚石微粉是制造多晶金刚石烧结体的主要原料，如地质、石油钻头，切削工具、拉丝模等。
〔4〕用于研磨液和抛光液的制造。
金刚石微粉主要做研磨和抛光用，粒度的控制特别重要，只要有超尺寸的粗颗粒就会造成工件划伤，使前道工序的工作前功尽弃，因此微粉质量检查是保证微粉产品质量的重要环节。
只有认真对待才能生产出高质量的微粉，满足用户使用的需求。
金刚石微粉的质量检验，采用国家标准JB/T7990—2012规定的方法检验，主要包括尺寸范围、粒度分布、颗粒形状、杂质含量、标志和包装。
主要粒度分别为M0/0.25 M0/0.5 M0/1 M0.5/1 M1/2 M2/4 M3/6 M4/8 M5/10 M6/12 M8/12 M8/16 M10/20 M15/25 M20/30 M25/35 M30/40 M35/55 M40/60 M50/70。
特殊应用的粒度尺寸范围由供需双方商定。
下表是M0.5/1的尺寸范围D50是指一个样品的累计粒度分布百分数达到50%时候所对应的粒度，它的物理意义是粒径大于它的颗粒数占50%，小于它的颗粒数也占50%，D50也叫中位径或中值粒径，常用来表示粉体的平均粒度。
在生产实践中，主要采用激光衍射法测量金刚石微粉颗粒直径，常用仪器有英国马尔文Mastersizer 2000激光粒度分析仪、美国Microtrac公司的S3500系列激光粒度分析仪和X100激光粒度分析仪器等。
金刚石微粉杂质含量检测方法
金刚石微粉杂质含量检测方法张晓晨;孙宇;刘文芳;郭黎君;陈洁;杨田;梁明月【摘要】实验分析金刚石微粉杂质烧失检测法的取样量及检测结果,发现:取样量为0.50 g时,分析结果偏差大,容易出现异常错误结果;取样量为1.00 g时,分析结果稳定可靠,偏差最小.故检测金刚石微粉杂质时,建议取样量为1.00 g,测试结果保留两位小数.【期刊名称】《超硬材料工程》【年(卷),期】2019(031)003【总页数】3页(P29-31)【关键词】金刚石微粉;杂质;检测【作者】张晓晨;孙宇;刘文芳;郭黎君;陈洁;杨田;梁明月【作者单位】河南省人造金刚石微粉质量监督检验中心,河南柘城 476200;河南省人造金刚石微粉质量监督检验中心,河南柘城 476200;河南省人造金刚石微粉质量监督检验中心,河南柘城 476200;河南省人造金刚石微粉质量监督检验中心,河南柘城 476200;河南省人造金刚石微粉质量监督检验中心,河南柘城 476200;河南省人造金刚石微粉质量监督检验中心,河南柘城 476200;河南省人造金刚石微粉质量监督检验中心,河南柘城 476200【正文语种】中文【中图分类】TQ164金刚石微粉硬度高、耐磨性好，广泛用于切削、磨削、钻探、抛光等领域。
随着科学技术的发展和进步，市场对金刚石微粉的需求量越来越大，对质量要求也越来越高。
对于金刚石微粉来说，影响其质量的因素有粒度组成、颗粒形状、杂质含量等。
许多专家学者对微粉的粒度检测方法进行了研究，也发表了不少论文［1-2］。
金刚石微粉中杂质含量的多少，直接影响微粉的产品质量和实用性能，故微粉杂质含量的检测方法正逐渐引起生产和使用者的重视［3-4］。
微粉产品标准［5-6］中对微粉杂质含量的检验方法做了明确的规定，标准中规定的人造金刚石微粉杂质含量测试方法为1000℃高温烧失法。
但在近年的检测工作中，我们发现标准规定的检测方法以及分析结果数据的表征精度都不能满足实际情况的需要。
金刚石微粉粒度标准
金刚石微粉粒度标准引言近年来，金刚石微粉在各个行业中的应用越来越广泛，如硬质合金、切削工具、磨料材料等领域。
在生产和应用金刚石微粉时，人们普遍关注的一个重要参数就是其粒度。
粒度的不同决定了金刚石微粉在不同领域的应用效果。
因此，为了规范金刚石微粉的质量和使用，制定金刚石微粉粒度标准是非常必要的。
粒度测量方法金刚石微粉的粒度是指金刚石微粉中颗粒粒径的大小。
常用的粒度测量方法有：1.筛分法：利用标准筛分装置将金刚石微粉按粒径从大到小进行分类。
筛网的孔径决定了分割粒径的上下限。
2.液体分散法：利用相对粒度明显不同的流体将金刚石微粉分散，然后通过测量不同粒度颗粒在液体中的沉降速度或浮力大小来精确测定颗粒粒径。
3.显微照相法：利用显微镜观察金刚石微粉颗粒的实际大小，并根据观察结果进行频率统计。
粒度标准根据金刚石微粉的不同应用领域和生产工艺要求，制定了不同的粒度标准。
以下是常见的金刚石微粉粒度标准：粗尺码区•D3：均匀尺码为3mm的金刚石微粉。
•D5：均匀尺码为5mm的金刚石微粉。
•D10：均匀尺码为10mm的金刚石微粉。
中尺码区•D15：均匀尺码为15mm的金刚石微粉。
•D20：均匀尺码为20mm的金刚石微粉。
•D30：均匀尺码为30mm的金刚石微粉。
细尺码区•D40：均匀尺码为40mm的金刚石微粉。
•D50：均匀尺码为50mm的金刚石微粉。
•D60：均匀尺码为60mm的金刚石微粉。
以上标准仅为示例，实际应用中可以根据具体需求进行调整和制定。
粒度控制为了确保金刚石微粉的质量和稳定性，粒度控制是非常重要的。
以下是一些常见的粒度控制方法：1.定期对金刚石微粉进行粒度分析，掌握其分布情况。
2.制定合理的生产工艺和操作规范，确保金刚石微粉在生产过程中的粒度变化控制在合理的范围内。
3.选择合适的筛网孔径，确保筛分过程的准确性和可靠性。
4.优化液体分散方法，提高测量精度。
5.根据粒度分布数据，进行有效的数据统计和分析，为粒度控制提供参考依据。
金刚石微粉的质量测评
３ 金刚石微粉的质量差距
我国已是金刚石微粉的制造大国 ， 但是无论在静
２ 金刚石微粉的质量要素
金刚石微粉的质量要素主要有粒度标记 、 粒度分 布范围 、 颗粒形貌 、 杂 质 含 量 及 磨 削 性 能。对 金 刚 石 微粉粒度分布的检测是评价其粒度分级的质量水平 ， 期望其粒度分布范 围 较 窄 ， 粒 度 集 中， 粒度峰值突出 为佳 。 金刚石微粉的 颗 粒 形 貌 是 金 刚 石 细 化 过 程 中 的一个重要指标 ， 要 求 其 颗 粒 形 状 趋 向 类 球 形， 而片 状或长方形颗粒 尽 量 要 少 一 些 。 杂 质 含 量 是 测 评 金 刚石微粉的一个重要指标 ， 直接影响后续工程应用中 的使用效果 。 不同的应用领域 ， 对其杂质含量的高低 也有所不同 ， 例如将平均粒径小于 １ ０ ｍ 以下金刚石 μ 微粉用于电镀工具 、 线 锯 等， 其杂质含量高的微粉极
图 ５ 意大利 Ｗ ７ 金刚石微粉的颗粒形貌 Ｆ ｉ ． ５ Ｍ ｏ ｒ ｈ ｏ ｌ ｏ ｏ ｆ Ｉ ｔ ａ ｌ ｉ ａ ｎ Ｗ ７ｄ ｉ ａ ｍ ｏ ｎ ｄ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｏ ｗ ｄ ｅ ｒ ｐ ｇ ｐ ｇ ｙ
图 ７ Ｕ Ｓ Ａ Ｎ． ３Ｓ Ｊ Ｋ ５ 金刚石微粉的颗粒形貌 － Ｆ ｉ ． ７ ｏ ｒ ｈ ｏ ｌ ｏ ｏ ｆ Ｕ Ｓ Ａ Ｎ． ３Ｓ Ｊ Ｋ ５ｄ ｉ ａ ｍ ｏ ｎ ｄ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｏ ｗ ｄ ｅ ｒ Ｍ － ｐ ｇ ｐ ｇ ｙ
图 ３ 意大利 Ｗ １ ０ 金刚石微粉的粒度分析报告 Ｆ ｉ ． ３ Ｇ ｒ ａ ｎ ｕ ｌ ａ ｒ ｉ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｓ ｉ ｓ ｒ ｅ ｏ ｒ ｔ ｆ ｏ ｒ Ｉ ｔ ａ ｌ ｉ ａ ｎ Ｗ １ ０ｄ ｉ ａ ｍ ｏ ｎ ｄ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｏ ｗ ｄ ｅ ｒ ｇ ｙ ｙ ｐ ｐ
金刚石微粉介绍
二、历史
直到19世纪中叶，人们还把金刚石视为一种神奇的石头。在已知的全部大 约4200种矿物中，金刚石为什么会最坚硬？金刚石是在何地、如何产生出来的？ 所有这些，当时的人们还都全然不知。人类同金刚石打交道有悠久的历史。早 在公元1世纪，当时罗马的文献中就有了关于金刚石的记载。那时，罗马人还没 有把金刚石当作装饰用的宝石，只是利用它们无比的硬度，当作雕琢工具使用。 后来，随着技术的进步，金刚石才被当作宝石用于饰品，而且价格越来越昂贵。 到了15世纪，在欧洲的一些城市，如巴黎、伦敦和安特卫普(比利时北部城市) 等，已经能够看到一些匠人利用金刚石的粉末来研磨大块金刚石，对金刚石进 行加工。金刚石作为宝石越来越昂贵，然而，对金刚石的科学研究却相对比较 迟缓。一个重要原因就是，长期以来始终未能发现储藏有金刚石的“矿山”， 已经发现的金刚石全都是在印度和巴西等地的河沙及碎石中靠运气采集到的， 数量极少，十分稀罕。特别是高品质的金刚石，极其昂贵，只有王公贵族才享 用得起。对如此昂贵的金刚石进行研究，在那样一种情况下，几乎是不可能的。 进入19世纪，情况才有了变化。1866年，住在南非一家农场的一位叫做伊拉兹 马斯•雅可比的少年在奥兰治河滩上玩耍，无意中捡到一块重达21.25克拉(4.25 克。克拉，宝石的重量单位，1克拉＝0.2克)的金刚石原石。那粒金刚石立即被 英国的殖民总督送到巴黎的万国博览会(1867～1868)上展览，并取名为“尤瑞
四、金刚石的光学性质
(1) 光学鉴定之亮度（Brilliance）金刚石因为具有极高的反射率，其反 射临界角较小，全反射的范围宽，光容易发生全反射，反射光量大，从而产生 很高的亮度。
(2) 闪烁（Scintillation）金刚石的闪烁就是闪光，即当金刚石或者光 源 、 观察者相对移动时其表面对于白光的反射和闪光。无色透明、结晶良好 的八面体或者曲面体聚形钻石，即使不加切磨也可展露良好的闪烁光。
金刚石微粉粒度分级的主要技术指标
金刚石微粉粒度分级的主要技术指标金刚石微粉粒度分级的主要技术指标包括：
1.粒度分布：金刚石微粉的粒度分布应符合国家或行业标准要求，比如聚晶金刚石微粉的主要粒度分布为8/10、10/12、12/14、14/16、
16/18等。
2. 粒径及形状：金刚石微粉的平均粒径应符合规定，同时需要具有较好的形状。
一般来说，微粉的粒径范围为0.1um至50um，形状则应呈多面体。
3.纯度：金刚石微粉应具有较高的纯度，即钻石中所含其它杂质应控制在一定范围内，一般控制在1%以下。
4.所含物质：金刚石微粉在生产过程中不应含有其它金属杂质和有害物质，如铁、铜、硫、氯等。
5.可控制性：金刚石微粉的粒度分级应控制得精确可靠，以实现所需的性能特点。
金刚石微粉粒度不同方法分析结果相关性讨论
金刚石微粉粒度不同方法分析结果相关性讨论梁晓冬;张晓晨;陈洁;郭黎君【摘要】采用图像和激光两种方法,对人造金刚石微粉粒度组成进行了对比分析,结果表明两种方法对细端(D10)粒径与中值(D50)粒径的分析结果,有着显著的线性相关性,相关分析结果平均偏差小于2.02％,这种偏差能够满足微粉粒度分析的基本要求,因此两种方法的分析结果可以相互转换.激光粒度仪对微粉粗端(D90)粒径的分析结果大于图像法分析结果,这是一种异常现象.这种异常现象主要是由激光粒度仪拟合近似分析的数据处理模式和样品分散不充分导致.因此在利用激光粒度仪进行粒度分析时,尤其是对粗端(D90)粒径的分析结果,应慎重对待.在出现异常现象时,应及时选用图像法进行验证.【期刊名称】《超硬材料工程》【年(卷),期】2018(030)002【总页数】5页(P22-26)【关键词】金刚石微粉粒度;不同方法;相关性【作者】梁晓冬;张晓晨;陈洁;郭黎君【作者单位】河南省人造金刚石微粉质量监督检验中心,河南柘城476200;河南省人造金刚石微粉质量监督检验中心,河南柘城476200;河南省人造金刚石微粉质量监督检验中心,河南柘城476200;河南省人造金刚石微粉质量监督检验中心,河南柘城476200【正文语种】中文【中图分类】TQ164金刚石微粉作为重要工业原料，广泛应用于多个工业领域。
金刚石微粉粒度组成是反映微粉质量的重要指标，粒度分析结果对生产和应用都有着重要的指导意义。
目前用于粒度分析的方法有多种，由于分析原理的不同，各种方法分析结果有比较大的差别［1］［2］，给生产和应用带来了困惑。
例如图像分析法［3］和激光法目前广泛应用于金刚石微粉的粒度分析［4］，两种方法各有千秋。
激光粒度仪分析结果稳定，操作方便，但分辨率低［5］，不能对颗粒形状和大颗粒进行分析；图像法可对微粉粒度、颗粒形状、大颗粒进行分析，分析参数多，分析结果可靠、可验证，和生产工艺一致性强，但操作麻烦。
金刚石微粉的分级
金刚石微粉的分级金刚石微粉在完成球磨碎裂、整形加工及粗提纯工艺后，还有一道很紧要的工序，就是对产品进行粒度分级处理，重要目的是要求粒度分布尽量集中和完全杜绝超尺寸颗粒。
由于金刚石微粉颗粒太细，传统的筛网分级无法实现精准明确的分级，选用科学、高效、精密的分级方法尤其紧要。
随着金刚石微粉应用领域的不断扩大、市场对金刚石微粉的各项品质要求渐渐提高，现阶段金刚石微粉企业常用的分级方法重要有：自然沉降法、离心法、溢流法、筛分法、水力旋流法等。
01、自然沉降分级和离心分级金刚石颗粒在相同比重下，粒径不同在水中具有不同的沉降速率，自然沉降法就是依据这一原理，掌控沉降高度和沉降时间对粒径进行分级。
颗粒在液体中受到三种力的作用，即颗粒固有质量所产生的重力、液体的浮力和介质对颗粒的阻力。
颗粒沉降速度与颗粒和介质的接触面积、液体的粘度、颗粒在介质中运动受到的摩擦阻力等因素有关。
离心分级跟自然沉降分级原理相同，区分在于离心法是借助离心机产生的离心力代替重力对金刚石微粉产品进行分级。
对较粗颗粒而言，由于颗粒较重，沉降时间短，采纳自然沉降法可以使粒径相近的颗粒沉降距离拉长，有利于对相近规格金刚石微粉产品的精细分级。
但对较细颗粒，由于颗粒自重很小，在重力场中自由沉降的速度很慢，再使用自然沉降的方法将大大延长生产周期，占用大量的分级容器和场地，超细颗粒甚至由于布朗运动和颗粒间的干涉沉降作用无法进行有效分级。
而在离心力场中，向心加速度远远超过重力加速度，使微粉颗粒运动的速度大大提高，从而加快了分级速度。
因此，很多金刚石微粉生产企业都是采纳自然沉降法和离心法相结合的方式生产由细到粗的全规格微粉。
自然沉降法分级是最基本的金刚石微粉生产方法，工艺简单，产品质量比较稳定。
但其存在占用人工多、较细粒度的产品生产周期较长的缺点。
离心法对较细粒度产品分级效率大大高于自然沉降法，但设备投资大，对人员操作要求较高。
影响自然沉降法和离心法分级的重要因素是颗粒形状、分散剂选择和用量、粉浆浓度、温度以及实际操作中的分级时间、沉降高度、离心机转速等。
2-2微粉金刚石1
2-2微粉金刚石1第二篇金刚石工具用金刚石第二章金刚石微粉（作者汪静）2.1 概述金刚石微粉的种类很多，用低强度的人造金刚石为原材料，经过破碎、提纯、分级等工艺生产的金刚石微粉是最常见的品种。
这类产品涵盖了几十纳米到几十微米的粒度范围，产品性价比高，目前占据金刚石微粉的大部分市场份额。
随着应用领域的不断拓展，根据用途不同，市场上出现了多种类别的金刚石微粉。
按照原材料来源不同，可分为天然金刚石微粉和人造金刚石微粉。
不能用于珠宝首饰加工的低品级天然金刚石，可以经过球磨破碎生产出金刚石微粉，用于工业研磨抛光，如宝石、精密零件等的后期加工。
随着工业的快速发展，研磨抛光领域对金刚石微粉的需求量急剧增加，天然金刚石微粉的产量远远满足不了市场需求。
人造金刚石的出现解决了这一问题，它为金刚石微粉提供了充足的原料。
据统计2008年国内金刚石产量为 50多亿克拉，金刚石微粉的产量约为3亿克拉。
人造金刚石微粉在硬、脆材料的磨削方面有着广泛的应用。
作为粉体材料可用于多种天然宝石、人造宝石、玻璃、陶瓷等材料的磨削抛光。
制成研磨液、研磨膏可用于半导体材料如硅片、蓝宝石晶片等元件的切削和研磨抛光。
还可以做成多种制品，如精密砂轮、金刚石复合片、精磨片、拉丝模等。
可用于金加工、地质钻探、光学玻璃加工、金属丝线生产等众多领域。
根据原材料金刚石强度高低，可分为高强度金刚石微粉和低强度金刚石微粉。
前者是采用高强度金刚石为原材料生产的微粉，微粉单颗粒强度高、内部杂质含量低、磁性低。
后者以低强度金刚石为原材料，产品自锐性好。
依据金刚石晶体结构不同可分为单晶金刚石微粉（如图2-1）和多晶金刚石微粉（如图 2-2）。
单晶金刚石微粉是用单晶金刚石为原材料生产的金刚石微粉，其颗粒保留了单晶金刚石的单晶体特性，具有解理面，受到外力冲击的时候优先沿解理面碎裂，露出新的“刃口”。
多晶金刚石微粉是由直径 5-10nm 的金刚石晶粒通过不饱和键结合而成的微米和亚微米多晶颗粒，内部各向同性无解理面，具有很高的韧性。
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1999年第3期 矿产与地质第13卷1999年6月M I NER AL R ESO U R CES A N D G EO L O GY总第71期
金刚石微粉质量的评定
谈耀麟
(有色金属工业总公司矿产地质研究院,桂林541004)
摘 要 从用户和生产厂家的观点阐述如何评定金刚石微粉的质量。
着重论述根据金刚
石微粉的粒度、颗粒形状、锐利性、抗磨耗性和强度来评定金刚石微粉的质量。
关键词 金刚石微粉,质量,评价
近十多年来,由于科学技术和工业的发展,60 m以细的金刚石微粉无论是天然的还是人造的,其应用范围和市场需求量都日益增大。
金刚石微粉作为一种精细磨料,如何评定其质量的优劣?本文从用户、生产厂家的需求及实验室研究的结果谈谈这一问题。
1 金刚石微粉质量要求
1.1 用户对金刚石微粉的要求
(1)研磨速度,就是使工件达到一定磨光度所需的研磨时间;或者在一定研磨时间内达到的磨光度。
(2)一定量的金刚石微粉所能研磨或抛光的工件总量;或者说在单位时间内所磨削掉的材料的重量,亦即磨削率。
(3)加工表面有无划伤痕迹。
1.2 生产厂家对产品质量的要求
实践说明,金刚石微粉的使用要获得经济的效果,取决于金刚石微粉颗粒的形状、大小、表面特性和内部结构(抗磨耗性和强度)。
因此,从生产厂家的观点来说,为了满足用户对金刚石微粉使用性能的要求,应满足以下几个方面的要求。
(1)关于粒度问题
金刚石微粉的粒度指的是一定的粒度范围,以4～8 m的金刚石微粉为例,其粒度不可能是绝对均匀的,只能说其最大公称粒度不超过8 m。
这里就有一个粒度分布问题。
金刚石微粉在工作过程中,实际上只有一部分颗粒(较大的颗粒)在起研磨作用,较小颗粒是不起作用的,所以用户总是希望金刚石微粉产品的粒度范围越窄越好。
生产厂家要生产出粒度范围窄的金刚石微粉就必须在分选过程中减小颗粒重量的差异和形状的差异。
实践证明,采用离心分选法比用自由沉降分选法更容易获得窄的粒度范围。
因为离心分选法比较容易控制沉降速度而不
1998年12月25日收稿。
作者简介:谈耀麟,男,1936年生,高级工程师。
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受颗粒形状的影响,而在自由沉降分选法中,同样重量的颗粒若形状不同则沉降速度不同,也就是说在自由沉降分选法中颗粒形状差异的影响大于重量差异的影响。
用户对金刚石微粉粒度的选择取决于所用的工具、加工的材质和表面光洁度的要求。
2 关于颗粒形状与锐利性问题
在金刚石微粉的技术标准中对针棒状和片状这种有害颗粒的尺寸和数量都有严格限制。
例如前苏联国家标准 !9206-80金刚石微粉技术标准中规定各粒组中针棒状颗粒数不得超过2%,其尺寸不得超过基本粒组最大颗粒尺寸的50%;片状颗粒数不得超过1%,其尺寸不得大于粗粒组最大颗粒尺寸的20%,但在粒度为40/28 m以细的金刚石微粉中,片状颗粒的尺寸不得大于其粗粒组最大颗粒尺寸的10%。
从金刚石微粉的工作过程来看,则希望其颗粒具有锐利的棱与角。
显然,在相同压力下,具有锐利棱与角的颗粒比之无锐利棱与角的颗粒更容易刻入被加工表面,单位时间内的磨削量也就更大。
在金刚石微粉的生产过程中,通常采用自由沉降分选法或离心分选法,其原理都是根据不同粒度颗粒的不同重量。
而同一重量的颗粒可能有不同的形状,特别是针棒状的颗粒,其长度可能大到同样重量的球形颗粒直径的10倍。
为了剔除有害的颗粒形状,往往在分选后再经过整形处理。
但整形处理过程中颗粒的锐利棱与角以及较脆弱的部分也就被剔除掉,从而降低了锐利性。
应指出的是,金刚石颗粒是否具有保持锐利的棱与角的能力与其品种有关。
就天然金刚石而言,西非金刚石比其它金刚石如刚果金刚石等更容易沿解理面破碎,因而具有更锐利的边棱。
研究表明,西非金刚石制成微粉后仍具有这种解理特性。
对人造金刚石来说,用动力法或冲击波法合成的人造金刚石所生产的微粉,其颗粒具有聚晶体的结构,存在大量锐利的棱与角,有很好的锐利性,采用此类金刚石微粉可大幅度降低研磨和抛光作业时间。
3 关于抗磨耗性和强度问题
由于金刚石微粉的应用场合不同,其工作性能可能受到不利条件的影响。
但可以肯定地说,不同牌号的金刚石微粉都可以达到所要求的磨光度,而只有一种锐利性较好的金刚石微粉可在最短的时间内达到足够的磨光度。
不过这种金刚石微粉能否持久地使用则取决于其抗磨耗性和强度,可用单位时间m的磨削量Q来定量说明。
在保证一定磨光度的条件下,就同一粒度而言,m/Q值大者锐利性较好;m/Q值随时间的递减量小者则抗磨耗性和强度较好。
金刚石微粉的抗磨耗性和强度与所用的原材料和生产工艺有关。
4 实验室研究
上述关于金刚石微粉的粒度、颗粒、形状和锐利性是基于几何结构的特性,应借助光学仪器,如高倍显微镜等来测定和评定;而抗磨耗性和强度则是机械性质,要用机械手段来测定和评定。
据报道,约翰内斯堡工业金刚石研究试验室是采用高倍显微镜和投影屏幕将金刚石微粉192
颗粒放大1250倍进行粒度、颗粒形状和锐利性的测定和评定。
例如对公称粒度为6至12 m 的未经整形处理和经过整形处理的金刚石微粉各取500粒在显微镜下观察统计的结果是,在未经整形的金刚石微粉中,形状不规则的与针棒状的颗粒占50%,近似方形、五角形、六角形或圆形的颗粒占42%,三角形的颗粒占8%。
而在经过整形处理的金刚石微粉中,不规则的与针棒状的颗粒只占10%,近似方形、五角形、六角形或圆形的颗粒占71%,三角形的颗粒占13%。
可见经过整形处理可改善金刚石微粉的颗粒形状。
不过,显微镜下观察到的只是二度空间的形状。
至于抗磨耗性和强度的测定与评定则是采用一种小型混料机来进行。
取2.5克拉的金刚石微粉放入小型混料机的容器中,容器的容积为2cm3,同时放入两个钢球,转动七分钟后,根据所产生的1 m以细和1至4 m的颗粒总量来评定金刚石微粉的抗磨耗性和强度。
其理论依据是:金刚石微粉在混料机的容器中沿硬表面运动而发生研磨和破碎作用,1 m以细的颗粒主要是研磨作用产生的,所以1 m以细的颗粒的数量越大则说明该批金刚石微粉的抗磨耗性越小;1至4 m的颗粒主要是破碎作用产生的,因此1至4 m的颗粒数量越大则说明该批金刚石微粉的强度越小。
应指出的是,上述试验参数须通过实践来调整,而且这种测定与评定方法是相对的。
EVALUATION OF THE QUALITY OF DIAMOND POWDER
T an Yaolin
(Research I nstitute of Geology f or M iner al Resour ces,Guilin541004)
Abstract How to evaluate the quality of diamond pow der fr om the view po int of users and pr oducers.Ev aluation of the quality of diam ond pow der o n the basis o f its gr ain size,shape, sharpness,w ear-resistance and strength are discussed.
Keywords Diam ond pow der,Quality,Ev aluation
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