nyheter

Syntetisk diamant

Diamantkorn brukes ofte for å beskrive bittesmå korn (≈0,00004 in.) av syntetisk diamant som brukes som nøkkelråstoff for PDC-kuttere.Når det gjelder kjemikalier og egenskaper, er menneskeskapt diamant identisk med naturlig diamant.Å lage diamantkorn innebærer en kjemisk enkel prosess: vanlig karbon varmes opp under ekstremt høyt trykk og temperatur.I praksis er det imidlertid langt fra enkelt å lage diamant.

Individuelle diamantkrystaller inneholdt i diamantkorn er mangfoldig orientert.Dette gjør materialet sterkt, skarpt og, på grunn av hardheten til den inneholdte diamanten, ekstremt slitesterkt.Faktisk fungerer den tilfeldige strukturen som finnes i bundet syntetisk diamant bedre i skjærkraft enn naturlige diamanter, fordi naturlige diamanter er kubiske krystaller som lett sprekker langs deres ordnede, krystallinske grenser.

Diamantkorn er imidlertid mindre stabile ved høye temperaturer enn naturlig diamant.Fordi metallisk katalysator fanget i kornstrukturen har en høyere termisk ekspansjonshastighet enn diamant, plasserer differensiell ekspansjon diamant-til-diamant-bindinger under skjærkraft og, hvis belastningene er høye nok, forårsaker svikt.Hvis bindinger svikter, går diamanter raskt tapt, så PDC mister hardheten og skarpheten og blir ineffektiv.For å forhindre slik svikt, må PDC-kuttere avkjøles tilstrekkelig under boring.

Diamantbord

For å produsere et diamantbord blir diamantkorn sintret med wolframkarbid og metallisk bindemiddel for å danne et diamantrikt lag.De er wafer-lignende i form, og de bør gjøres så tykke som strukturelt mulig, fordi diamantvolumet øker slitetiden.Diamantbord av høyeste kvalitet er ≈2 til 4 mm, og teknologiske fremskritt vil øke diamantbordtykkelsen.Wolframkarbidsubstrater er normalt ≈0,5 tommer høye og har samme tverrsnittsform og dimensjoner som diamantbordet.De to delene, diamantbord og underlag, utgjør en kutter (fig. 4).

Å forme PDC til nyttige former for kuttere innebærer å plassere diamantkorn, sammen med substratet, i en trykkbeholder og deretter sintring ved høy varme og trykk.

PDC-kuttere kan ikke tillates å overstige temperaturer på 1382 °F [750 °C].Overdreven varme gir rask slitasje, fordi differensiell termisk ekspansjon mellom bindemiddel og diamant har en tendens til å bryte de sammenvokste diamantkornkrystallene i diamantbordet.Bindingsstyrkene mellom diamantbordet og wolframkarbidsubstratet settes også i fare ved differensiell termisk ekspansjon.