Чи можете ви перетворити алмазні інструменти на алмази?

Чи можна знову перетворити алмазні інструменти на алмази?

Ні, ви не можете перетворити весь алмазний інструмент назад на єдиний чистий великий діамант-самоцвітної якості, придатний для повторного ограновування.

Однак, якщо ви маєте на увазі вилучення окремих частинок алмазу з інструменту, тоді так-це добре-промислова техніка.

 

 

Чому весь інструмент не можна «перетворити» в один алмаз?
1 Фундаментальна відмінність:

Алмазний інструмент (наприклад, пилкове полотно, свердло або шліфувальний круг) не є суцільним блоком чистого алмазу. Зазвичай він складається з двох основних компонентів:

• Частинки алмазу: крихітні кристали алмазу-синтетичні чи природні-, які служать ріжучими кромками.
• З’єднувальний агент: матричний матеріал, який «зв’язує» алмазні частинки. Зазвичай він складається з металевих порошків (таких як кобальт, бронза або залізо), смол або кераміки. Сполучний агент займає більшу частину об’єму інструменту.

 

2 Структурний компроміс:

Під час виробництва алмазних інструментів частинки алмазу та сполучний агент спікаються або паяються в умовах високої температури (потенційно понад 1000 градусів) і високого тиску. Цей процес створює необоротний хімічний і фізичний зв’язок. Щоб відокремити їх, потрібно застосувати деструктивні методи-такі як розчинення кислоти, електроліз або високотемпературне-окислення-для видалення сполучного агента.

 

3 Термічна шкода:

Як під час виготовлення інструменту, так і протягом усього терміну служби, поверхні алмазних частинок можуть графітизуватися (перетворення алмазу на більш стабільну форму графіту за високих температур), інкапсулюватися металом або розвивати мікро-тріщини. Навіть якщо їх вдалося відновити, їх структурна цілісність і кристалічна форма будуть порушені, що зробить їх нездатними повернутися до початкового високоякісного стану алмазу-.

як "Алмазні частинки відновлені" в промислових умовах? (Найближчий процес до того, що ви уявляли як "повернення назад")
Коли термін служби алмазного інструменту закінчується, спеціалізовані підприємства використовують наступні процеси для відновлення вбудованих алмазних частинок. Потім ці відновлені частинки можна повторно використовувати у виробництві нових абразивів, поверхневих покриттів або інструментів нижчого-класу:

1. Дроблення: викинуті інструменти механічно подрібнюються на дрібніші фрагменти.
2. Хімічне або електрохімічне розчинення: сильні кислоти (такі як царська горілка або азотна кислота) або електролітичні розчини використовуються для повного розчинення зв’язуючого речовини металу. Сполучний агент перетворюється на розчин солі металу, тоді як алмазні частинки-будучи стійкими до сильних кислот і не-електропровідними-залишаються неушкодженими та залишаються позаду. Відокремлення та очищення: за допомогою таких методів, як фільтрування, центрифугування та гравітаційне відокремлення, алмазні частинки відокремлюються від залишкових матеріалів; згодом для змивання поверхневих забруднень використовуються сильні луги або плавикова кислота.
3. Сушка та класифікація: результатом є колекція чистих алмазних частинок, які зберігають свої початкові розміри. Вони майже ідентичні частинкам, які використовувалися до виготовлення інструменту, за винятком потенційно трохи шорсткіших поверхонь або наявності незначних мікро-тріщин.

Ключовий момент:

Відновлений матеріал складається з незліченних крихітних одно-кристалічних частинок алмазу (порошку), а не з одного великого прозорого необробленого кристала алмазу. Розмір і форма цих частинок точно такі ж, як ті, що спочатку були вбудовані в інструменти (зазвичай коливаються від 80 до 400 меш-, тобто від 0,18 мм до 0,037 мм).

 

З наукової точки зору досягти цього практично неможливо з наступних причин:

• Термодинамічні обмеження: за стандартного атмосферного тиску алмаз існує як метастабільна форма вуглецю, тоді як графіт представляє термодинамічно стабільний стан. Щоб об’єднати маленькі частинки в одну велику масу, потрібне середовище з високим-тиском і високою-температурою (HPHT) (приблизно 1500 градусів і 50 000–60 000 атмосфер). Навіть за таких умов поверхні дрібних частинок дуже схильні до перетворення на графіт до того, як може відбутися синтез.
• Принципи вирощування кристалів: для вирощування окремого-кристалічного алмазу потрібне середовище з розплавленими металевими каталізаторами (наприклад, залізом або нікелем), де атоми вуглецю осідають один за одним на «затравковий кристал». Попередньо{2}}сформовані маленькі частинки не можуть просто «злитися» разом, щоб утворити єдиний великий кристал; подібно до того, як розталі кубики льоду при повторному заморожуванні разом утворюють лише полікристалічний лід, а не повертаються до своєї первісної одно-кристалічної структури.
• Цінність. Навіть якщо використовується технологія HPHT, стандартна практика передбачає використання графіту як сировини для синтезу нових алмазів-цей процес набагато економічніший-, ніж спроби відновити мікро-порошки з викинутих інструментів і згодом їх «плавити». Відновлені алмазні частинки набагато краще підходять для прямого повторного використання як абразивів.

 

ПОРАДИ:

Якщо у вас під рукою є старе алмазне пильне полотно, ви можете розчинити метал за допомогою хімічного методу (наприклад, замочування його в концентрованій азотній кислоті на кілька годин), в результаті чого на дні утворюється шар блискучого алмазного порошку. Однак це зовсім інше, ніж розплавлення блоку льоду у воді та його повторне заморожування, більше схоже на очищення солі із суміші, що містить пісок.