Залежність статичної міцності крупних кристалів синтетичного алмазу типу ib октаедричного габітусу, після хіміко-термічної та термічної обробок, від їх розміру

Анотація

Зростаючі вимоги до якості бурового інструменту змушують переглядати традиційні способи їх виробництва і розробляти нові альтернативні технології. Розглянуто деякі питання, пов'язані із можливістю підвищення ефективності бурового інструменту з використанням монокристалів алмазу. Резерв підвищення якості бурових коронок лежить у сфері використання великих, високоміцних, немагнітних алмазів. Наукові дослідження у цій сфері показали, що ефективність процесу буріння значною мірою залежить від механічних властивостей монокристалів таких, як межа міцності та твердість. Зерна працюють при навантаженні близькому до критичного, що може призвести до повного руйнування монокристалів замість поетапного сколювання з формуванням нових ріжучих кромок. Наведено результати експериментального дослідження впливу окремих етапів технологічного процесу виготовлення бурового інструменту, а саме: хіміко-термічної обробки та відпалу при 1150°С, на величину статичної міцності великих кристалів синтетичних алмазів типу Ib октаедричного габітусу. Вперше отримано залежність цієї величини від геометричних розмірів монокристалів. Максимальне значення статичної міцності, що було отримано, становило 8750 Н. Експериментально підтверджено, що із збільшенням руйнівного навантаження зменшується розмір уламків. З міркування забезпечення достатньої міцності ріжучої частини бурового інструменту доцільно обмежити розмір монокристалів до 1000 ... 1200 мкм оскільки для них значення критичного навантаження вище, ніж для кристалів розмір яких 1300 мкм і більше, що згідно з теорією, пов'язане зі збільшенням числа дефектів та включень відповідно до їх розмірів. Виконаний аналіз дозволив ввести коригування в аспекти прояву масштабного ефекту при випробуваннях властивостей міцності монокристалів алмазу.