DE102004026976A1 - Producing a nanocrystalline diamond material with rod-shaped crystals, e.g. useful as a cutting, grinding or polishing material, comprises heat treating fullerene at high pressure - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von stäbchenförmigem nanokristallinen Diamant sowie Anwendungen dieses Materials.The The present invention relates to a process for the preparation of rod-shaped nanocrystalline Diamond as well as applications of this material.
In einem Artikel von Shenderova et al., NANO LET-TERS 2003, Band 3, Nr. 6, 805–809 werden theoretisch berechnete mechanische Eigenschaften von Diamant-Nanostäbchen, d.h., von stäbchenförmigen Diamantkristallen mit Durchmessern von einigen 10 μm und Längen von einigen 100 μm, verglichen mit entsprechenden Eigenschaften von Kohlenstoff-Nanoröhrchen. Diese Rechnungen weisen darauf hin, dass Diamant-Nanostäbchen hinsichtlich ihrer Zugbelastbarkeit und Bruchfestigkeit Nanoröhrchen mit gleichem Durchmesser überlegen sind. Die Autoren halten es daher für eine lohnende Aufgabe, Verfahren zur Synthese von stäbchenförmigem nanokristallinem Diamant zu suchen. Es wird zwar darauf hingewiesen, dass seit den 60er Jahren Verfahren bekannt sind, die es erlauben, Diamantstäbchen mit Durchmessern von bis zu 10 μm und Längen von mehreren 100 μm herzustellen, doch sind diese Techniken of fenbar bislang nicht geeignet, die Diamantstäbchen in einer für die tatsächliche experimentelle Untersuchung ihrer mechanischen Eigenschaften ausreichenden Menge und/oder Qualität herzustellen. Zu den in dem oben genannten Aufsatz als bekannt angegebenen Verfahren zur Erzeugung stäbchenförmiger nanokristalliner Diamanten gehört das epitaxiale Aufwachsen aus der Gasphase unter niedrigem Druck auf Diamant-Unterlagekristalle, durch Abscheidung aus kohlenstoffhaltigem Gas unter Elektronenbestrahlung sowie unter hohem Druck und bei hoher Temperatur in einem Metall-Kohlenstoff-System. Es wird vermutet, dass auch eine Synthese unter Ausnutzung der Schockwelle einer Detonation möglich sein könnte. Alle diese bekannten Verfahren liefern aber offenbar nanokristallinen Diamant nicht in einer für praktische Anwendungen geeigneten Menge.In an article by Shenderova et al., NANO LET-TERS 2003, Vol. 3, No. 6, 805-809 theoretically calculated mechanical properties of diamond nanorods, i. of rod-shaped diamond crystals with diameters of a few 10 μm and lengths of a few 100 μm, compared with corresponding properties of carbon nanotubes. These calculations indicate that diamond nanorods in terms their tensile strength and breaking strength superior to nanotubes of the same diameter are. The authors therefore consider it a worthwhile task procedure for the synthesis of rod-shaped nanocrystalline To look for diamond. It is noted that since the 60s methods are known that allow to use diamond sticks Diameters of up to 10 μm and lengths of several 100 μm However, these techniques have obviously not been suitable so far. the diamond sticks in a for the actual experimental investigation of their mechanical properties sufficient Quantity and / or quality manufacture. To those specified in the above-mentioned article as known Process for producing rod-shaped nanocrystalline Diamond belongs the epitaxial growth from the gas phase under low pressure on diamond base crystals, by deposition from carbonaceous Gas under electron irradiation as well as under high pressure and at high temperature in a metal-carbon system. It is believed that too a synthesis utilizing the shockwave of a detonation possible could be. However, all these known processes apparently provide nanocrystalline Diamond not in one for practical applications appropriate amount.
Bei der Abscheidung aus der Gasphase sind die Kohlenstoffatome, bevor sie sich an einem wachsenden Diamantkristall niederlassen, hoch beweglich, so dass ein nadelförmiges Wachstum der Diamantkristalle erklärbar ist, wenn man annimmt, dass die Wahrscheinlichkeit, dass ein auftretendes Kohlenstoffatom haften bleibt, an der Kristallspitze höher ist als an den Seiten. Im Falle einer Synthese durch Detonation könnte die Ausbreitungsrichtung der Detonationswelle eine Vorzugsrichtung darstellen, die für ein anisotropes Kristallwachstum ursächlich ist.at The vapor phase deposits are the carbon atoms before they settle on a growing diamond crystal, high movable, making a needle-shaped Growth of diamond crystals is explainable, if one assumes that the probability of an occurring carbon atom sticks, is higher at the crystal tip than at the sides. In the case of a synthesis by detonation, the propagation direction could the detonation wave represent a preferred direction, which for an anisotropic Crystal growth causal is.
Es ist seit langem bekannt, Diamanten synthetisch herzustellen, indem Graphit bei hoher Temperatur unter einen hohen hydrostatischen Druck gesetzt wird. Bei einem solchen System sind weder die sich an den Diamantkristallkeimen anlagernden Kohlenstoffatome so hoch beweglich wie bei Abscheidung aus der Gasphase, noch hat die Reaktionsumgebung eine inhärente Vorzugsrichtung, die Auslöser für ein anisotropes Wachstum der Kristalle sein könnten. Es besteht daher keine Veranlassung, zu erwarten, dass stäbchenförmige Diamantkristalle mit einem Hochtemperatur-Hochdruckverfahren synthetisierbar sein sollten, und folgerichtig ist über die Erzeugung von Diamant-Nanostäbchen durch Hochdruck- und Hochtemperatur-Synthese aus Graphit bislang nicht berichtet worden.It has long been known to synthetically produce diamonds by Graphite at high temperature under a high hydrostatic pressure is set. In such a system, neither are at the diamond crystal nuclei attaching carbon atoms as highly mobile as in deposition from the gas phase, nor does the reaction environment have an inherent preferential direction, the triggers for a anisotropic growth of the crystals could be. There is therefore no Reason to expect that rod-shaped diamond crystals with a high temperature high pressure process should be synthesized, and logically is about the production of diamond nanorods by high-pressure and high-temperature synthesis of graphite so far not reported.
Untersuchungen über das Verhalten von Fulleren (C60) bei hoher Temperatur und hohem Druck sind von einer Mehrzahl von Autoren berichtet worden. T.R. Ravindran et al., Solid State Communications, 121, 391 (2002) berichten, dass durch Hochdruckbehandlung bei 25 bis 30 GPa und einer Temperatur von 300 K mikrokristalline Diamanten erhalten wurden. Brazhkin et al., Phys. Rev. B, 56, 11467–11471 erhielten ein Diamant-Graphit-Gemisch, indem sie Fulleren bei bis zu 900° einige Minuten lang einem Druck von 12,5 GPa aussetzen. H. Yusa, Diamond and Related Materials Band 11, 87 (2002) erhielt mikrokristallinen Diamant bei 2500 °C und 17,5 GPa. V.D. Blank et al, Carbon, Band 36, 319 (1998) erhielten polymerisiertes C60 durch eine mehrminütige Behandlung bei bis zu 1800°C und bis zu 20 GPa. Das gleiche Ergebnis erhielten R.A. Wood et al., J. Phys.: Condensed Matter, Band 12, 10411–10421 (2000) durch 10- bis 20-minütiges Er hitzen auf 1000°C bei 9 GPa und A.V. Talyzin et al., Phys. Rev. B, 2002, 6524(24), 5413 durch mehrstündiges Erhitzen auf bis zu 1000°C bei Drücken von bis zu 25 GPa.Studies on the behavior of fullerene (C 60 ) at high temperature and high pressure have been reported by a number of authors. TR Ravindran et al., Solid State Communications, 121, 391 (2002) report that microcrystalline diamonds were obtained by high pressure treatment at 25 to 30 GPa and a temperature of 300K. Brazhkin et al., Phys. Rev. B, 56, 11467-11471 obtained a diamond-graphite mixture by exposing fullerene to a pressure of 12.5 GPa for a few minutes at up to 900 ° C. H. Yusa, Diamond and Related Materials vol. 11, 87 (2002) received microcrystalline diamond at 2500 ° C and 17.5 GPa. VD Blank et al, Carbon, Vol. 36, 319 (1998) obtained polymerized C 60 by treatment for up to 1800 ° C and up to 20 GPa for several minutes. The same result was obtained by RA Wood et al., J. Phys. Condensed Matter, Vol. 12, 10411-10421 (2000) by heating at 1000 ° C. for 10 to 20 minutes at 9 GPa and AV Talyzin et al., Phys. Rev. B, 2002, 6524 (24), 5413 by heating for several hours up to 1000 ° C at pressures of up to 25 GPa.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist zum einen, ein Verfahren anzugeben, welches die Herstellung von stäbchenförmigem nanokristallinem Diamant auf einfachem Wege und in für technische Anwendungen benötigten Mengen ermöglicht, und andererseits, ein mit einem solchen Verfahren erhältliches neuartiges Diamantmaterial und Anwendungen des mit dem Verfahren erhältlichen Materials anzugeben.task On the one hand, it is the object of the present invention to provide a method which is the production of rod-shaped nanocrystalline Diamond in a simple way and in quantities required for technical applications allows and, on the other hand, an obtainable by such a method novel diamond material and applications of the method available Specify material.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1, durch ein Material nach Anspruch 7, ein Werkzeug nach Anspruch 8, einen Druckstempel nach Anspruch 10 und Verwendungen nach Anspruch 11 oder 12.The Task is solved by a method according to claim 1, by a material according to claim 7, a tool according to claim 8, a plunger according to claim 10 and uses according to claim 11 or 12.
Obwohl bei der Hochdruck- und Hochtemperaturbehandlung von Fulleren weder leicht und mit großen freien Weglängen beweglicher automarer Kohlenstoff auftritt noch eine inhärente Anisotropie vorhanden ist, die ein Wachstum von Diamantkristallen in einer Vorzugsrichtung anregen könnte, stellt sich überraschenderweise heraus, dass zwischen den von den oben zitierten Autoren untersuchten Parameter bereichen des Drucks und der Temperatur bei der Diamantsynthese aus Fulleren ein Bereich existiert, in welchem, eine geeignete Zeitdauer der Behandlung vorausgesetzt, stäbchenförmige Diamantkristalle entstehen.Even though in the high-pressure and high-temperature treatment of fullerene neither easy and with big free path lengths moving automobile carbon still has an inherent anisotropy present, which is a growth of diamond crystals in a preferred direction could stimulate turns out surprisingly found out that among those studied by the above cited authors Parameter ranges of pressure and temperature during diamond synthesis from Fulleren an area exists, in which, a suitable period of time the treatment provided, rod-shaped diamond crystals arise.
Die Dauer der Behandlung soll wenigstens 45 Minuten und vorzugsweise höchstens 120 Minuten, vorzugsweise von 60 bis 80 Minuten, betragen. Der Behandlungsdruck beträgt zwischen 15 und 25 GPa, vorzugsweise zwischen 18 und 21 GPa.The Duration of treatment should be at least 45 minutes and preferably at the most 120 minutes, preferably from 60 to 80 minutes. The treatment pressure is between 15 and 25 GPa, preferably between 18 and 21 GPa.
Die Erhitzungstemperatur soll zwischen 1500 und 2300°C liegen. Bevorzugt ist eine Temperatur zwischen 1900 und 2100°C, doch ist nicht auszuschließen, dass bei ausreichender Dauer der Behandlung auch niedrigere Temperaturen zwischen 1500 und 1900°C zum Erfolg führen. Insbesondere schließen die von Blank et al. bei bis zu 1800°C durchgeführten Untersuchungen dies nicht aus, da die dort gewählte Behandlungsdauer von wenigen Minuten im Lichte der vorliegenden Erfindung für die Herstellung von stäbchenförmigem nanokristallinem Diamant auf jeden Fall zu kurz gewesen sein dürfte.The Heating temperature should be between 1500 and 2300 ° C. Preferred is a Temperature between 1900 and 2100 ° C, but can not be ruled out that with sufficient duration of treatment also lower temperatures between 1500 and 1900 ° C lead to success. In particular, close that of Blank et al. at investigations up to 1800 ° C, this is not the case out, because the one chosen there Treatment time of a few minutes in the light of the present Invention for the production of rod-shaped nanocrystalline Diamond should have been too short in any case.
Um in dem Fulleren gebundene Fremdatome nach Möglichkeit zu beseiten, die zu Gitterfehlern in dem zu erzeugenden Diamant führen könnten, sollte vor der Wärmebehandlung ein Schritt des Ausgasens des Fullerens ausgeführt werden. Zum Ausgasen kann das Fulleren insbesondere mehrere Stunden lang im Hochvakuum auf mehrere 100°C, vorzugsweise ca. 300°C, erhitzt werden.Around to eliminate as far as possible foreign atoms bound in the fullerene, the could lead to lattice defects in the diamond to be produced, should be before the heat treatment a step of outgassing the fullerene be performed. To outgass can the fullerene in particular for several hours in a high vacuum several 100 ° C, preferably about 300 ° C, to be heated.
Der mit dem Verfahren erhältliche nanokristalline Diamant eignet sich besonders, um damit eine Arbeitsoberfläche eines Werkzeugs zur Materialbearbeitung, insbesondere zur Metallbearbeitung, auszubilden. Während durch herkömmliche Verfahren der Diamantherstellung durch Hochtemperatur- und Hoch druckbehandlung der oft mikrokristalline Diamant in Pulverform erhalten wird, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein aggregierter Formkörper mit Abmessungen von mehreren Millimetern hergestellt werden, der als Ganzes oder stückweise genutzt werden kann, um daraus die Arbeitsoberfläche des Werkzeugs zu bilden.Of the obtainable by the method Nanocrystalline diamond is particularly suitable to make a working surface of a Tool for material processing, in particular for metalworking, train. While by conventional Process of diamond production by high-temperature and high-pressure treatment often obtained microcrystalline diamond in powder form, can with the method according to the invention an aggregated shaped body be manufactured with dimensions of several millimeters, the as a whole or piecewise can be used to make it the working surface of the tool.
Für ein solches Werkzeug sind überragende Eigenschaften zu erwarten, da überraschenderweise, wie später noch genauer dargelegt wird, die Härte des stäbchenförmigen nanokristallinen Diamants selbst die der härtesten Kristallfläche herkömmlicher makroskopischer Diamanten übersteigt.For such Tools are outstanding To expect properties, since, surprisingly, how later to be more specific, the hardness of the rod-shaped nanocrystalline diamond even the hardest crystal face conventional macroscopic diamond exceeds.
Eine weitere bemerkenswerte Eigenschaft des erfindungsgemäß herstellten stäbchenförmigen nanokristallinen Diamants ist seine hohe Stabilität gegen Graphitisierung, die es ermöglicht, das Material zur Bearbeitung von Eisenlegierungen einzusetzen, was mit herkömmlichen Diamanten nicht möglich ist.A Another notable feature of inventively produced rod-shaped nanocrystalline Diamants is its high stability against graphitization, which allows the material to be processed of iron alloys, which is not possible with conventional diamonds.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Es zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of exemplary embodiments. Show it:
Herstellung des Diamantmaterialsmanufacturing of the diamond material
Das erfindungsgemäße Diamantmaterial mit stäbchenförmigen Kristallen wurde folgendermaßen erhalten: als Ausgangsmaterial diente im Handel erhältliches Fulleren (C60) mit einer Reinheit von 99,95 %. Dieses wurde zunächst im Hochvakuum bei Drücken in der Größenordnung von 10–6 bar und einer Temperatur von 300°C 24 Stunden lang erhitzt. Dann wurde das Material in einen mit Platinfolie ausgekleideten MgO-Oktaeder mit Heizung eingefüllt. Es wurden Oktaeder mit Kantenlängen von 10 bzw. 18 mm verwendet. Der Oktaeder wurde zwischen Hartmetallwürfeln aus Wolframcarbid mit einer Kantenlänge von 32 bzw. 54 mm und mit Pyrophyllit-Dichtungen mit 1200 bzw. 5000 t Presskraft komprimiert. Die Temperatur wurde mit einem parallel zur Heizung angeordneten, nahe der Kapsel angeschlossenen Thermoelement kontrolliert. Die Probe wurde jeweils zu Beginn des Versuchs auf den gewünschten Druck komprimiert, dann wurde die Temperatur auf die gewünschte Versuchstemperatur erhöht. Nach Aufrechterhalten der gewünschten Versuchstemperatur für die gewünschte Versuchsdauer wurde die Probe durch das Abschalten der Heizung abgeschreckt, dann langsam dekomprimiert. Nach Versuchsende wurde die Kapsel vorsichtig entnommen. Die in der 5000-t-Presse behandelten Proben wiesen eine kompakte zylindrische Form mit einer Länge von 3 mm und einem Durchmesser von 1,8 mm auf. Die mit der 1200-Tonnen-Presse erhaltenen Proben waren in ihren Abmessungen kleiner, ansonsten glichen sich die Eigenschaften.The diamond material according to the invention with rod-shaped crystals was obtained as follows: the starting material used was commercially available fullerene (C 60 ) with a purity of 99.95%. This was first heated under high vacuum at pressures of the order of 10 -6 bar and a temperature of 300 ° C for 24 hours. The material was then loaded into a platinum foil lined MgO octahedron with heating. Octahedra with edge lengths of 10 or 18 mm were used. The octahedron was compressed between tungsten carbide tungsten carbide tungsten carbide cubes 32 mm and 54 mm long and pyrophyllite gaskets 1200 and 5000 t respectively. The temperature was controlled by a thermocouple placed in parallel to the heater near the capsule. The sample was compressed to the desired pressure at the beginning of the experiment, then the temperature was raised to the desired experimental temperature. After maintaining the desired test temperature for the desired test duration, the sample was quenched by switching off the heater, then slowly decompressed. At the end of the experiment, the capsule was carefully removed. The samples treated in the 5000-tonne press had a compact cylindrical shape of 3 mm in length and 1.8 mm in diameter. The samples obtained with the 1200-ton press were smaller in size, otherwise the properties were similar.
Es wurden Versuche mit unterschiedlichen Behandlungsdrücken, -temperaturen und -dauern durchgeführt; die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst: Tabelle 1 Experiments were carried out with different treatment pressures, temperatures and durations; the results are summarized in the following table: TABLE 1
Die Abkühlrate bei langsamer Abkühlung war 10°C/min.The cooling at slow cooling was 10 ° C / min.
Vergleichsversuche wurden mit anderen Ausgangsmaterialien durchgeführt, wie in Tabelle 2 zusammengefasst.Comparative tests were performed with other starting materials as summarized in Table 2.
Tabelle 2 Table 2
Der Vergleich der Versuche 2, 6 und 7 zeigt, dass die stäbchenförmigen Diamantkristalle gemäß der Erfindung nur bei Verwendung von Fulleren als Ausgangsmaterial erhalten werden. Graphit oder gemahlener Diamant als Ausgangsmaterialien ergeben bei ansonsten gleichen Versuchsbedingungen andere Ergebnisse.Of the Comparison of Experiments 2, 6 and 7 shows that the rod-shaped diamond crystals according to the invention can be obtained only when using fullerene as the starting material. Graphite or ground diamond as starting materials with otherwise identical experimental conditions different results.
Der Vergleich der Versuche 1 und 2 lehrt, dass die Art der Abkühlung für das Versuchsergebnis nicht entscheidend ist, und dass auch gewisse Abweichungen im Behandlungsdruck zugelassen werden können. Die Dauer der Behandlung ist jedoch von Bedeutung für den Erfolg, wie der Vergleich mit Versuch 5 zeigt.Of the Comparison of Experiments 1 and 2 teaches that the type of cooling for the test result is not crucial, and that also some deviations in treatment pressure can be admitted. The Duration of treatment, however, is of importance for success, as the comparison with experiment 5 shows.
Die
Versuchsergebnisse sowie die Ergebnisse anderer, eingangs zitierter
Untersuchungen an Fulleren unter hoher Temperatur und hohem Druck
sind in
Charakterisierung des Materialscharacterization of the material
Ergebnisse der HärteuntersuchungResults the hardness test
Härtebestimmungen an superharter Materie wie Diamant oder diamantartigen Kohlenstoffschichten (DLC) erweisen sich als problematisch, da solche Messungen eine plastische Verformung des zu testenden Materials voraussetzen. Dazu muss die Härte des Eindringwerkzeugs über der des zu testenden Materials liegen. Die Härte der (111)-Fläche eines Diamanten des Typs IIa konnte bisher nicht bestimmt werden, da diese Fläche mit den bisher verfügbaren Werkzeu gen jeglichen Ritzversuchen widerstand. Es gelang nicht, mit einer IIa-Naturdiamantspitze eines Einkerbwerkzeugs des Typs Vickers bei einer Auflast von 500g Kratzer oder Einkerbungen auf der Oberfläche von in Versuch 1 oder 2 hergestellten Diamant-Kristalliten zu hinterlassen. Auch mittels Raster elektronenmikroskopie konnten keine Markierungen durch das Werkzeug identifiziert werden, was die Vermutung rechtfertigt, dass das erfindungsgemäße Diamantmaterial härter als IIa-Naturdiamant ist.hardness provisions on super hard matter like diamond or diamond-like carbon layers (DLC) prove to be problematic because such measurements are plastic Assume deformation of the material to be tested. This must be the Hardness of Penetration tool over that of the material to be tested. The hardness of the (111) face of a Diamonds of the type IIa could not be determined so far, since this surface with the previously available Tools resist any scoring attempts. It did not succeed with a IIa natural diamond tip of a scoring tool of the type Vickers at a load of 500g scratches or notches on the surface of diamond crystallites produced in Experiment 1 or 2. Also by means of Scanning electron microscopy could not show any marks through the Tool be identified, which justifies the presumption that the diamond material according to the invention harder as IIa natural diamond is.
Um
diese Vermutung zu überprüfen, wurden
zwei natürliche
Diamanten (Typ IIa) mit polierten (111)-Flächen
in eine Diamantstempelzelle des Typs Mao-Bell eingesetzt. Kleine Diamantsplitter,
die aus verschiedenen Ausgangsmaterialien synthetisiert wurden,
wurden zwischen die Diamantstempel der Zelle eingesetzt. Unter der
Auflast von 3 N wurden die beiden Diamantstempel um eine Achse gegeneinander
rotiert. Diamanten, die im Hochtemperatur-/Hochdruckverfahren aus amorphem Kohlenstoff,
Graphit und natürlichem Diamant
gemäß Tabelle
2 gewonnen wurden, hinterließen
keine Kratzer auf den Flächen
der Diamantstempel. Das in den Versuchen 1 und 2 erhaltene Material
hinterließ dagegen
auf den Diamantstempeln die in
GraphitisierungsverhaltenGraphitisierungsverhalten
Versuche
zum Graphitisierungsverhalten wurden an natürlichem Ib-Diamant und dem
gemäß Versuchen
1 und 2 erhaltenen stäbchenförmigem Diamant-Nanokristallen
durchgeführt.
Hierfür
wurden die Proben Temperaturen zwischen 1000 und 1900 K (in 100
K-Schritten) in
einer inerten Atmosphäre
(Ar + 2% H2) ausgesetzt. Die Proben wurden
zwei Stunden lang auf jeder Temperaturstufe gehalten und dann allmählich abgekühlt. Zur
Kontrolle der Graphitisierung wurden EELS-Spektren (
Ein erstes Anzeichen einer partiellen Graphitisierung ließ sich bei einem natürlichen Diamant bei 1100 K erkennen, bei 1500 K nahm die Graphitisierung schnell zu, die Probe verlor ihre Transparenz.One The first sign of partial graphitization became apparent a natural one Diamond at 1100 K detect, at 1500 K took the graphitization quickly closed, the sample lost its transparency.
Anwendungenapplications
Diamant stellt ein ideales Schneid-, Schleif- oder Poliermittel für zahlreiche Anwendungen dar, konnte aber leider bisher nicht zur Bearbeitung eisenhaltiger Legierungen eingesetzt werden, da sich bei Hochtemperaturbedingungen während des Bearbeitungsprozesses wahrscheinlich entweder ein Metallcarbid bildet, oder weil Eisen als Katalysator die Rückumwandlung von Diamant in Graphit fördert. Es besteht daher ein erheblicher Bedarf nach zur Bearbeitung von Eisen und seinen Legierungen geeigneten Schneid-, Schleif- oder Poliermaterialien mit einer Härte ähnlich bzw. höher als Diamant. In Anbetracht des beobachteten Hochtemperaturverhaltens der stäbchenförmigen Diamant-Nanokristalle wurde versuchsweise ein Zylinder aus Edelstahl (Typ SS301) in einer üblichen industriellen Drehbank mit Werkzeugen bearbeitet, die mit einem natürlichen Ib-Diamant bzw. einem Aggregatkörper aus stäbchenförmigen Diamant-Nanokristallen bestückt waren.diamond makes an ideal cutting, grinding or polishing material for numerous Applications, but unfortunately could not be processed iron-containing alloys are used, since at high temperature conditions while the machining process is likely either a metal carbide or because iron acts as a catalyst to reverse the conversion of diamond into Promotes graphite. There is therefore a considerable need for processing Iron and its alloys suitable cutting, grinding or Polishing materials with a hardness similar or higher than Diamond. In view of the observed high temperature behavior the rod-shaped diamond nanocrystals was tentatively a cylinder made of stainless steel (type SS301) in a conventional industrial lathe with tools edited with a natural Ib diamond or an aggregate body made of rod-shaped diamond nanocrystals stocked were.
In
Claims (12)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2004
- 2004-06-02 DE DE200410026976 patent/DE102004026976A1/en not_active Withdrawn
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