Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




18.10.2017





Яндекс.Метрика
         » » Тепловые, электрические и магнитные свойства алмазов

Тепловые, электрические и магнитные свойства алмазов

18.11.2017

Тепловые свойства. Распространение тепла в кристаллах зависит от их симметрии. В кристаллах кубической сингонии скорость распространения тепла во всех направлениях одинакова. Наглядное представление о равномерном распространении тепла в кристаллах алмаза дает следующий опыт. Если покрыть тонким слоем воска пластинку, вырезанную из алмаза, а затем прикоснуться раскаленной иглой к центру такой пластинки, то вокруг острия воск расплавится и возникает фигура плавления в виде круга (рис. 42).

Теплопроводность кристаллов во многом определяется особенностями их микростроения. Теплопроводность аморфных веществ меньше теплопроводности кристаллических веществ.
Теплопроводность алмаза 0,35 кал/см*с*град, тогда как теплопроводность твердых сплавов 0,053—0,19 кал/см*с*град. Удельная теплоемкость алмаза равна 0,12 кал/г*град, а удельная теплоемкость твердых сплавов 0,04 кал/г*град. Относительно высокая удельная теплоемкость алмаза способствует поглощению тепла, а высокая теплопроводность — лучшему отводу тепла с поверхности обрабатываемой детали.

Теплопроводность алмаза при комнатной температуре больше теплопроводности серебра и металлокерамических твердых сплавов (табл. 7).
Расширение кристаллов при нагревании тесно связано с особенностями их теплопроводности. Если нагревать шар, вырезанный из кристаллов высшей (кубической) сингонии, он расширится, но форма его сохранится. Если же нагревать шар, изготовленный из кристаллов средней сингонии, он будет расширяться неравномерно и превращаться в вытянутый или сплющенный эллипсоид вращения. Шap из кристаллов низшей сингонии при нагревании превратится в трехосный эллипсоид, т. е. при тепловой деформации ярко проявляется симметрия кристаллов. Величина удлинения кристаллов при нагревании на 1° называется коэффициентом линейного расширения а.

Величина, соответствующая изменению объема кристалла при нагревании на 1°, называется коэффициентом объемного расширения р.

Коэффициент линейного расширения алмаза равен 0,9*10в-6—1,45*10в-6 град-1, что в несколько раз меньше коэффициента линейного расширения твердых сплавов, равного 5*10в-6—7*10в-6 град-1. При 78° С коэффициент теплового расширения алмаза равен 1,2*10в-6 град-1, а при температуре 780°С — 4,5*10в-6 град-1.

Температура плавления кристаллов алмаза равняется примерно 4000° С. Алмаз при достаточно высокой температуре сгорает, образуя углекислоту. На воздухе температура его горения равна 850—1000° С; в струе чистого кислорода он горит при 720—800° С. Алмаз горит слабым голубым пламенем. При нагревании до 2000— 3000° С без доступа кислорода алмаз переходит в графит. Начало такого перехода заметно уже при 1500° С и даже при 1000° C. Превращение алмаза в графит происходит медленно. Прежде всего начинают темнеть вершины и ребра кристаллов, затем весь кристалл покрывается черной графитовой корочкой, а затем и внутренняя часть его целиком переходит в графит.

Электрические и магнитные свойства.
Алмаз является диэлектриком. Лишь некоторые алмазы — полупроводники. Полупроводниковые алмазы особенно ценны. Они применяются в приборах, работающих при высоких температурах.

Электрическое сопротивление алмазных полупроводников зависит от температуры, причем даже незначительные ее колебания (около 0,002° С) мгновенно регистрируются. Последнее открывает широкие возможности применения алмазов в вакуумных приборах и приборах, работающих с инертной средой, где необходимы точные измерения температуры.

Удельное электрическое сопротивление алмаза очень большое (5*10в14 Ом*см). При трении о сукно алмаз электризуется положительным зарядом. Некоторые его разновидности обладают пиро- и пьезоэлектрическими * свойствами. При облучении ультрафиолетовыми лучами алмаз становится проводником электричества (фотопроводимость). Диэлектрическая проницаемость алмаза составляет 16—16,5.

Алмаз немагнитен (за исключением разновидностей, обладающих парамагнитными свойствами). В некоторых кристаллах алмаза магнитные свойства обусловлены включениями с повышенной магнитной проницаемостью (магнетит, ильменит).