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    深圳雙十關于金剛石晶體的定向

    Date:2021/1/6 9:22:23 / Read: / Source:本站

    深圳雙十關于金剛石晶體的定向
        I.定向的意義和原則
        金剛石晶體是各向異性的,因此,可以利用這個特性對金剛石晶體進行定向。用于刀具的
    金剛石晶體的定向原則就是正確地確定刀面及刀刃的位置,使切削刀具承受切削力的方向在某
    一確定的基本晶面上,并與該晶面硬度最大的方向一致,以使刀具磨損最大的方向具有最高的
    耐磨性。但是,在定向時必須注意:刀具的受力方向不能與金剛石的解理面平行,同時還應該
    考慮每個面在研磨時的磨向。
        2.定向的方法www.damstore.net
        (1)人工目測定向首先確定晶軸的位置。由于晶軸與晶面是相互垂直的,所以當知道了
    某根晶軸的位里,也就知道了與之對應的晶面的位里。
        由表2-6可知:除了六面體有六個(100)面圍成外表面,八面體有八個(111)面圍成的外表
    面,英形十二面體有十二個(110)面圍成的外表面之外,在六面體、八面體及十二面休中均有
    三根四次對稱軸、四根三次對稱軸、六根二次軸。又因為二次對稱軸同三次對稱軸之間的夾角
    為35015'52";三次對稱軸同四次對稱軸之間的夾角為54044'8";四次對稱軸同二次對稱軸之間
    的夾角為450。所以這些對稱軸及晶面在空間的方位就可以知道(圖2-12·圖2-14)。在定向時,
    刀刃的位里可按設計要求確定,然后在刃腳時以某一晶面定位夾緊,再根據標準極圖分別轉動
    不同角度。就能找到所需的各個晶面的位里,
        熟悉了理想形狀中各晶面的位置關系,就為認識金剛石各晶面的位里莫定了基礎。固然,
    通常所見到的金剛石形狀不同于理想形狀,但總是能夠分析出它是屬于哪一種形狀.也總能夠
    找到一個最近似于理想形狀的晶面來。對于菱形十二面休金剛右,將最近似理想形狀的(110)
    晶面水平放置,并且把它的長短對角線按照圖2-14的位置(圖中心處(011)菱形的長短對角線
    位置)放里,然后再根據圖2-14,分別轉動不同角度,就能找到所需要的各個晶面。
        對規整的金剛石晶體,人工目側定向方法比較方便和實用。
        (2) X射線定向金剛石晶體目測定向法雖然簡單易行,但定向精度低,使用有局限性。
    當定向精度要求較高時,可采用x射線晶體定向。無論是天然形狀或已加工過的金剛石.都
    能很快地確定晶面位置。
        x光是一種電磁短波發射,也是直線傳播,它們幾乎能被所有物質散射。然而,x光是看
    不見‘的,但能在照相底片上形成一個圖形。x射線影像增強機是一種光的轉換器,它能夠把看
    不見的X光轉換成可見光,并且能夠在各種不同的光亮度的水準上觀察到各種不同現象。
        假定某一定波長的X光束穿透晶體,它們會使晶體內的原子中的電子開始振動,然后這
    種振動了的電子在各個方向發出了同樣波長的光,這就是散射。這種散射的光幾乎在每個方向
    彼此要發生干涉而受到破壞,只在很少幾個方向遺留下來,并進一步增強,這些光就形成了所
    謂被衍射的光束。它們被照相底片吸收,其痕跡會遺留在照相底片上,沖洗底片后就能看見這
    些痕跡。
        勃拉葛提出了簡單的反射公式是
        給定人射角口及一定的空間距離d,僅僅是一定波長的x光才會被反射,而普通光不管什
    么波長值都可以反射。滿足了反射公式的條件,原子晶面的作用好像鏡子,x光束從這面鏡子
    反射。在一個晶體內,有無數個原子晶面,然而只有那些原子密度很高的晶面反射x光才具
    有一定的亮度,只有這樣的亮度的衍射圖形才能被觀察到。這些密度很高的晶面就是(111),
    (110)、(100)。www.damstore.net
        假若x光束各自沿4次、3次、2次對稱軸方向人射,則衍射圖形上的黑點能顯示出4次、
    3次、2次對稱現象,這就是說衍射圖形呈現出4次、3次、2次對稱現象,這就說明已找到金
    剛石晶體上的4次、3次、2次對稱軸的方位。垂直4次對稱軸的是(10D)、垂直3次對稱軸的
    是(111),垂直2次對稱軸的是(110)。因此,(100), (111), (110)三個晶面的方位也確定。這
    就是x光定向確定晶面的原理。x光定向的步驟參見表2-110
        圖2-16是X光射線影像增強機的示意圖,來自連續射線源,經平行光管的X射線束,與
    安裝在測角器中的金剛石C相遇后射向熒光屏Fl, F:安裝在抽真空的玻瑞管‘內,它把X光
    射線轉換成一般的熒光圖象。然而這種圖形的光亮度很小,難以看到,因此要增強。在熒光屏
    F,上產生的光點能使與熒光屏密接的光敏陰極P放出電子,其數t的大小是同熒光屏上的亮
    度及X光的密度成比例的。電子從光教陰極發射出來之后,被加在光敏陰極P及開放陽極A
    (開放陽極位于管子的另二端)之間的高壓所加速,并且集焦在第二熒光屏F2上,由于電子的
    加速和它們又是集聚在比F1小得多的凡面積上,使原來的熒光影像的光亮度至少增強1000
    倍。用一個雙目顯微鏡放大,最后的影像仍為它原來的大小。然后將定向后的金剛石轉移到研
        x光的晶體定向精度高,且對已經加工過的金剛石亦可很方便地進行晶體定向。但它的缺
    點是x光晶體定向儀只能在實驗室中使用,且價格較高;x光對人體有害,對操作者要求防
    護,因此操作比較費事。www.damstore.net
        (3)激光定向激光定向法是金剛石晶體的一種新定向方法。這種方法所用的設備價格
    低,操作方便,有足夠的定向精度,是一種較好的實用的晶體定向方法。
        金剛石晶體的激光定向原理就是利用金剛石在不同結晶方向上,晶體結構不同,對激光反
    射而形成的衍射圖像不同而進行的。用徽光對晶體定向的原理示意圖見圖2,17。由氮氖激光管
    產生激光束,通過屏幕上的小孔,照射到金剛石表面。金剛石表面存在一些在生長過程中形成
    的形狀規則的晶界晶紋和微觀凹坑。當相干性比較好的激光照射到金剛石晶體表面上的這些晶
    紋和徽觀凹坑時,如被激光照射的金剛石表面是某晶面面網,轉動金剛石使被側表面與激光束
    相垂直,激光被反射到屏幕上形成特征衍射光像,可根據衍射光像的圖形知道被激光照射的晶
    面特性,也就確定了該晶面在金剛石晶體的空間方位。www.damstore.net
        激光反射形成的衍射光像,與金剛石表面的晶紋和微觀凹坑具有對應關系。由于金剛石單
    晶各個晶面的結構不同.晶紋和徽觀凹坑的形狀取決于各晶面面網的結構,即金剛石晶體的各
    晶面有其固定的晶紋和徽觀凹坑形狀,因此各晶面反射激光而形成的衍射光像形狀也是固定
    的。通過對各晶面的激光衍射光像,以及各晶面的表面晶紋和徽觀凹坑的觀察,可分析和研究
    得到激光照射各晶面所形成的衍射光像圖形和晶面的形貌的具體對應關系。
        晶體的激光定向形成的光像,是由于激光衍射形成的,并非簡單的反射作用。改變激光通
    孔的直徑,將改變激光照射的面積,這只會改變光像的亮度,而不會改變光像的形狀。
        買來的單晶金剛石原料,一般表面都有晶紋和微觀凹坑,可以直接用激光進行晶體定向,
    較精確的側定晶面的空間方位。對已磨過的金剛石需要定向時,表面要進行腐蝕,露出晶紋和
    微觀凹坑,再進行晶體定向。用激光進行晶體定向時,只有在晶面面網和激光束垂直時,才有
    清晰的光象;不垂直時,光象模糊或看不到,因此晶面的定向可以達到較高精度。
        用激光對金剛石晶體進行定向的方法有如下優點:
        1)設備價格便宜,約為X射線晶體定向儀價格的十分之一;
        2)操作方便,所用氮氖激光管功率為0.5W,對人體沒有任何副作用;
        3)直觀,不僅可確定晶面在晶體中的空間方位,而且可以知道該晶面的好磨方向;
        4)激光定向法的定向精度可以滿足生產需要,雖然略低于X射線晶體定向法,但更適宜
    于生產使用。www.damstore.net

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