Влияние условий алмазно-абразивной обработки на структуру нарушенного слоя монокристалла алмаза

Методом растровой и атомно-силовой микроскопии изучена структура приповерхностного нарушенного слоя в монокристаллах алмаза после круглого шлифования. Показано, что размеры, структура нарушенного слоя определяются фракционным составом алмазных зёрен в алмазно-абразивном инструменте. Структуру нарушенного слоя монокристалла формируют сети микротрещин с раскрытыми и нераскрытыми устьями, разделяющие слой на блоки. Приповерхностный участок нарушенного слоя состоит из блоков (1—3 мкм), разделённых сетью микротрещин. Далее расположен участок из больших по размерам блоков, переходящий в участок из блоков, расположенных между фрагментами разрушенных зёрен монокристалла. Изнашивание монокристалла алмаза при алмазно-абразивном шлифовании происходит в результате двух, одновременно протекающих процессов: образование нарушенного приповерхностного слоя при динамическом контактном взаимодействии вершин алмазных зёрен на поверхность монокристалла и его разрушения при внедрении и перемещении вершин алмазных зёрен в нарушенном слое. Контактные взаимодействия вершин алмазных зёрен с поверхностью монокристалла определяет её морфологию, структуру нарушенного слоя, которые влияют на цветовые характеристики бриллианта.

1. Семенова-Тян-Шанская А.С. Анизотропия твёрдости алмаза // Машиноведение. — 1969, № 1, 120—121

2. van Enckevort W.J.P. Morphology of Diamond Surfaces // Property, Growth and Applications of Diamond / ed. by A.J. Neves, M.H. Nazare. — London: INSPEC, The Institution of Electrical Engineers. — 2001, 95—100. ISBN 0852967853

3. Ракин В.И., Пискунова Н.Н. Морфология искусственных алмазов // Известия Коми научного центра УрО РАН. — 2012, № 3(11), 61—67. ISSN 1994-3655

4. Sunagawa I. Morphology of Natural and Synthetic Diamond Crystals // Materials Science of the Earth’s Interior. — Tokyo: Terra Scientific Publishing Co. — 1984, 303—330. ISBN-10: 9027716498

5. Rowe W.B. Principles of Modern Grinding Technology. 2nd ed. — Oxford: Elsevier. — 2014. ISBN 978-0-12-810166-7

6. Попов В.Ю., Янюшкин А.С., Хлыстов А.Н. О разрушении алмазных зерен при шлифовании // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). –—2016, № 4, 16—23. doi: 10.17212/1994-6309-2016-4-16-23

7. Васильев Е.А. Дефекты кристаллической структуры в алмазе как индикатор кристаллогенеза // Записки Горного института. — 2021 (250), 481— 491. DOI: 10.31897/PMI.2021.4.1

8. Попов В.Ю., Янюшкин А.С., Хлыстов А.Н. Дефекты в алмазах – основа адгезии при шлифовании // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). — 2017, № 1, 30—36. ISSN 1994-6309

9. Семенова-Тян-Шанская А.С. Взаимосвязь микротвёрдости и износа алмаза в различных кристаллографических направлениях // Алмазы. — 1972, № 8, 12—13