俗話講“沒有金剛鉆,別攬瓷器活”。據資料記載,明朝的李時珍研究金剛石時發現,它不但可切割玉石,還能在玉器或瓷器上鉆眼,于是就稱它“金剛鉆”。“沒有金剛鉆不攬瓷器活”說的就是鋦瓷,這門手藝把打碎了的瓷器,用鋦釘像訂書機一樣把瓷片釘起來。瓷器燒制后質地脆硬,想在上面打眼鉆孔唯有金剛石鉆頭才可以,玉器也是。現如今這句話常用來形容沒有真實的本事,就不要去攬自己力所不能及的事情。
這句古人智慧的結晶的諺語,讓金剛鉆的牛逼形象已經是深入人心了,再加上金剛石號稱地球上最硬的材料,在磨削界稱王稱霸應該是自然的。事實上,金剛鉆可以攬下瓷器活,但遇到切削黑色金屬,金剛鉆迅速變“軟蛋”了。因為金剛石(碳)在高溫下容易與鐵原子作用,使碳原子轉化為石墨結構,刀具極易損壞。此外,不光是切削金色金屬,只要是切削溫度超過700℃~800℃時,金剛鉆就會完全失去其硬度。
金剛石在純氧氣環境下720度就燃燒成二氧化碳
然而材料界處處都是天生我“材”必有用的樸素哲理體現,金剛鉆干不了的活,有一個叫立方氮化硼材料的存在就是合理的了。立方氮化硼與人造金剛石分別是六方晶體結構的六方氮化硼和石墨的同素異形體,后面兩種都是非常軟質材料,莫氏硬度分別為2和1,在高溫高壓下可以轉化為莫氏硬度為的9.7立方氮化硼和莫氏硬度為10金剛石。
氮化硼刀具(圖片來源:鄭州博特)
雖然立方氮化硼硬度比金剛石低了點,但在空氣中抗氧化能力卻高出很多,立方氮化硼在大氣中加熱至1000℃也不發生氧化,而金剛石空氣中燃燒溫度為850~1000℃,可以說金剛石弱爆了。立方氮化硼還有一個突出優點是化學惰性大,與鐵元素在1200~1300℃下也不起化學反應。這樣比較下來,我們就理解為什么黑色金屬的切削沒有選擇金剛石刀具了。
粉體圈 作者:敬之
作者:粉體圈
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