金刚石在纯氧中,’700~780*(:可燃烧;在空气中不断加热至850~1000℃时,即可燃烧;在真空中,800~1700"C:仅在结晶表面的薄层有石墨化,内部无变化;在惰性气体中,约1700"C:高温下,整个晶体迅速石墨化,形成石墨粉末。 人造进口轴承金刚石在大气条件下,氧化温度在。740~838~(:之间,金刚石氧化主要取决于晶体的完整程度。结晶完整的人造金刚石晶体氧化温度高,非完整的晶体氧化温度低。 金刚石与各类酸作用时,均没有任何化学反应,具有特殊的化学稳定性,只是在与钨、钽、钛、锆等碳化物形成剂,在高温下,它们将与金刚石起化学反应,以形成它们各自的碳化物。另外在熔融状态下,铁、钴、锰、镍、铬等金属是碳的真正溶剂。 理想的进口轴承金刚石晶体,具有10’Q·cm数量级的比电阻。但杂质大大降低了比电阻,绝大多数金刚石的比电阻约为10H~10。‘Q·cm。Ⅱb型金刚石具有半导体性能,它的比电阻约为 50~1200~'1.cm,是P型半导体。而I型、Ⅱb型金刚石为绝缘体。 天然金刚石没有磁性,人造金刚石具有磁性。但人造金刚石均属于l[b型,属于绝缘体。 轴承金刚石的热性能 金刚石具有很高的热导率。在不同温度下,金刚石的热导率是不同的。在20C条件下,工型金刚石的热导率为9WK一’cm一’;Ⅱ型金刚石热导率为24WKlcm-1;Ⅱ。型金刚石的热导率为120WK一’cm 。,Ⅱ。型金刚石作为半导体元件的吸热器,倍受注目。金刚石晶体中间和粗晶中间,碳的同位素是相近的。在金刚石单晶体中间C12/ C"值变动在很窄的范围内。碳是组成金刚石的主要元素。研究表明金刚石含有N的杂质, B、Fe、Ca、Mg、Ti、Si等元素亦存在。 当天然的和人造进口轴承金刚石中渗硼后被染成蓝色并变成半导体。在I型金刚石中氮的含量达0.25%,在Ⅱ型金刚石中氮的浓度不高于0.001%。在工。型金刚石中,氮以小片状体存在其晶体中,这些片状体影响了紫外线和红外光谱的吸收光,降低了热导率等物理性质;工b型金刚石中含氮较少。在Ⅱ。型金刚石中,杂质氮以自由状态存在,它导致金刚石具有特别的解理性质,光学性质及热学性质。在人造金刚石中,经顺磁共振分析,同样发现含有氮杂质。 氮是进口轴承金刚石中的主要杂质。工型金刚石也称为含氮的金刚石,氮对金刚石的物理性质和晶体结构有很大影响。由于Ⅱ型金刚石中含氮量小,也称为“无氮的”金刚石。在金刚石研究发现,杂质常沿晶体的对称轴排列,它们的形成从晶体生长点开始向晶体顶端散布开去的射线或线、杂质除线状分散外,还有薄片状、杆状、扁盘状或较大的不规则颗粒状杂质。 金刚石的热膨胀系数(线膨胀系数)随温度不同而异。在20℃时,线膨胀系数为0_8± 0.1×10‘K_。,在100~900G时,线膨胀系数为1.5×10 ~4.8 X 10一。K一。重量热容量 C=5.02J/(kg·K)。在结晶学上,把原子联结成的那些晶面叫做面网,在单位面网内的原子数叫做它的密度。在金刚石晶体结构中常见的几个重要面网为(100)面网、(110)面网及(111)面网。 这三种面网之间距离是不同的。 (100)面网间距离等于号,[110)面网间距为 a,(111) 面网间距为为面网的边长。面网密度比值为:密度(110):密度(iii):密度 (IOO):1.414:1.154:1。由于(i11)面网间距为等a,则两个近的面网挨得很紧密,因此实际把它们看作一个加厚的面网,由这点出发,(iii)面网密度增加了一倍,所以就有进口轴承密度(111):密度(110):密度(100)=2.308:1.414:1。
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