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多晶鑽石之加工特性

多晶鑽石之加工特性. 報告者：陳思懿 日 期： 101/2/22. 大綱. 研究動機 研究目的 實驗材料. 研究動機. 為了解決高硬度及高耐磨耗性的特殊材料之磨損並增加其材料之使用壽命，例如：鑽石等需求日益增加。但因鑽石硬度高又不具導電性再加上成本相當昂貴，而有了人工燒結多結晶鑽石 (Polycrystalline Diamond ,PCD) 為取代品。多晶鑽石的高硬度、高強度及韌性而取代天然鑽石，故為近年來工業界廣泛使用之材料。

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多晶鑽石之加工特性

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Presentation Transcript

  1. 多晶鑽石之加工特性 報告者：陳思懿 日 期：101/2/22

  2. 大綱 • 研究動機 • 研究目的 • 實驗材料

  3. 研究動機 • 為了解決高硬度及高耐磨耗性的特殊材料之磨損並增加其材料之使用壽命，例如：鑽石等需求日益增加。但因鑽石硬度高又不具導電性再加上成本相當昂貴，而有了人工燒結多結晶鑽石(Polycrystalline Diamond,PCD)為取代品。多晶鑽石的高硬度、高強度及韌性而取代天然鑽石，故為近年來工業界廣泛使用之材料。 • 本實驗所使用的材料為多晶鑽石，而多晶鑽石具高硬度、高強度及高耐磨性，所以難以用於傳統方式進行加工，而多晶鑽石因含有微量之金屬黏結劑，故具有導電性，所以適合用放電加工法加工。

  4. 研究目的 • 多晶鑽石有良好的導熱性、硬度、耐磨耗，是一種理想的微小孔零件材料在微加工領域上。如高壓噴射噴嘴、微眼模、印表機噴墨頭。所以在多晶鑽石的微小孔加工領域愈為重要。 • 本實驗藉由探討煤油及去離子水加工多晶鑽石之微孔洞並觀察微小孔之加工性能， 進而添加粉末增大放電間隙使之增加排渣效果並加速其材料之加工速率而探討在加工過程中所產生的現象。

  5. 實驗材料 • 多晶鑽石為多種材料之複合體，由許多細晶粒鑽石與金屬黏結劑(鈷)在高溫高壓下聚結而成的超硬材料產品，目前多晶鑽石主要是燒結型﹐所以又稱為燒結體。 • 因多晶鑽石的硬度較高，相對地韌性則較低，所以材料容易脆裂，因此在燒結成型時會在材料底部或材料周圍會附著超硬合金(WC)層為支撐。

  6. 多金鑽石複合片將單晶鑽石的高硬度、耐磨性、低摩擦係數和強度與碳化鎢硬質合金的抗衝擊強度進行了結合。複合片的碳化鎢硬質合金基層，為金剛石層提供了機械支持，增加了它的抗衝擊強度，同時硬質合金層易於焊接，使製作成品刀具變得容易。多金鑽石複合片將單晶鑽石的高硬度、耐磨性、低摩擦係數和強度與碳化鎢硬質合金的抗衝擊強度進行了結合。複合片的碳化鎢硬質合金基層，為金剛石層提供了機械支持，增加了它的抗衝擊強度，同時硬質合金層易於焊接，使製作成品刀具變得容易。

  7. 加工後對PCD的影響 • 放電加工時PCD內的鑽石會轉化成石墨(溫度高達700℃)，而加工PCD時也會因高溫而裂解煤油中的碳，導致電極會有附著物。 • 當鑽石顆粒小時放電坑的表面類似於金屬表面；當鑽石顆粒大，放電只涵蓋部分的鑽石顆粒或部分粘合劑之間粒子，因為鑽石會被蒸發。粘結劑的痕跡會呈現變形放電坑。 • PCD晶粒小的切割速度比晶粒大的快。由於高溫會使鑽石轉化為石墨導電。當石墨部分表面發生放電，不會使粘結劑材料去除。

  8. Thank you for your attention!!

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