最堅硬的鑽石,鑲嵌在最柔軟的心上

2021-01-13 思恩試卷

若鑽石比玻璃還便宜,你會把它鑲嵌在哪呢?

你可能會回答,鑲嵌在任何需要璀璨奪目的東西上,鑲嵌在任何需要堅硬無比的東西上,鑲嵌在任何需要透過光亮的東西上......

但你有沒有考慮過,鑲鑽絕對是個技術活,如果沒鑲好不僅不美觀也更不牢固,隨時隨地都會面臨掉鑽的尷尬。

從常識上講,如果是大塊的漂亮的金剛石,可以加工打磨成鑽石,然後象鑲嵌其他寶石那樣,採用爪鑲、包鑲、軌道鑲、密集群鑲、隱形鑲嵌、微釘鑲等方法。

而小塊或者細小到粉末級的金剛石固定在物質表面上要用什麼方法呢?比如怎麼把金剛石鑲嵌在鋼鐵上?

方法1——焊鑲

先用工具機把鋼鐵磨成有凹槽,然後把金剛石顆粒焊鑲在鋼鐵凹槽裡,再細加工一下就可以了。

方法2——燒結

金屬粉末和金剛石顆粒混合裝入模具,然後在高溫高壓下燒結成型。

方法3——電鍍(近乎完美)

電鍍金剛石就是用鎳將金剛石包裹70%左右,利用鎳和鋼鐵電鍍的牢固結合,來達到鑲嵌的效果。

電鍍金剛石工藝流程與技術要點。

步驟1:精確脫脂;

步驟2:使用遮蔽漆遮蓋不需要電鍍的區域;

步驟3:表面處理(例如使用硫酸);

步驟4:對活化的表面進行電解鎳電鍍;

步驟5:第二次電解鎳電鍍,在金剛石表面鍍鎳粉,其中金剛石粉末與金屬接觸;

步驟6:第三次電解鎳電鍍,穩定金剛石粉末;

步驟7:脫掩膜;

步驟8:美觀的鎳電鍍收尾。

注意全程都要使用低於0.5 A / dm2的電流密度

pH值控制在4.5-5.0。

控制方法:通過攪拌(不是簡單的攪拌,需要流化床)電解液使金剛石顆粒保持懸浮狀態,並使工件位於槽的底部,並在槽的底部鍍鎳。通過控制顆粒的沉降速度,可以更改複合物中金剛石的百分比。

必須要使用良好的表面活性劑,以將金剛石顆粒保留在帶適當電荷的溶劑中。這將使粒子像陽離子一樣起作用,並且將與鎳共同沉積。

實際情況遠比理論要難得多,總是有一些人類尚未認知的潛規律在電鍍的過程中起作用。獲取鑽石共相沉積是不容易的,液體的濃度,溫度,電鍍時間或電鍍零件浸沒的深度以及地表面積都會對實際的效果產生影響。時刻留心細節是非常有的。

如果想要把鑽石鍍出一定的圖案,可以嘗試以下的方法:在鍍鎳以將其鎖定到位之前,使用少量粘合劑(例如高強度環氧樹脂)將各個鑽石固定在所需的圖案上。前提是只有大於0.1克拉的鑽石才能完成。

對鋼進行化學鍍或鎳溶液電鍍,包含金剛石顆粒,金剛石就會被封閉並結合到鎳鍍層中:鎳鍍層對鋼具有出色的附著力,並且鑽石不會掉出,因為鎳鍍層將它們包裹起來。

如果使用化學鍍鎳而不是鍍鎳,則可以對其進行熱處理。如果硫酸鋇或氣相二氧化矽之類的觸變劑添加到鍍液中,會引起嚴重的金剛石顆粒穩定性問題。

建議使用氨基磺酸鎳鍍液,將鑽石粉塵放入氨基磺酸鎳鍍液中,並在劇烈攪拌下使其懸浮。建議通過一些小實驗,找到正確的參數,以避免造成材料的浪費。

電鍍液如果使用硫酸鎳,總是會容易遇到一些非常嚴重的點蝕問題。化學成分,pH,溫度,密度,表面張力,(輕微)攪拌,一切都很完美,但會出現嚴重的點蝕。在電流密度較高的區域通常會出現點蝕現象。可以嘗試使用標準的淨化程序,碳處理和低電流密度淨化。但幾乎所有這些清潔程序都起的作用不是很大。

光亮鎳鍍層要使用名為「流平劑、增白劑和二次增白劑」的有機添加劑。

成功之後你會發現金剛石實際上是被阻塞在第二層鎳鍍層中。如果最後而不是首先進行整體電鍍,則被咬合的鑽石周圍的鎳將生長並覆蓋部分鑽石。

由於技術機密等原因,鑲鑽技術細節就先分享這麼多。

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