Czołem
Teraz trochę o diamentach, to będzie taki wprowadzenie do opisu narzędzi diamentowych, głownie tarcz diamentowych i wierteł, ale o tym później.
Diament jest najtwardszym ze znanych minerałów, dodatkowo ślicznym i oszałamiającym, węgiel w postaci krystalicznej, bo tym jest w rzeczywistości, który od dawna zajmuje dusze i umysły wszystkich ludzi. Charakteryzuje się nader małym współczynnikiem tarcia, ma minimalny współczynnik rozszerzalności termicznej, jest chemicznie obojętny i odporny na ścieranie, jest izolatorem elektrycznym i zarazem bardzo dobrym przewodnikiem ciepła. Jest przejrzysty w widmie ultrafioletowym i podczerwonym. Ze względu na tak wyjątkowe cechy znajduje zastosowanie, włączając bezsprzecznie zastosowanie jubilerskie, jako ochronna powłoka diamentowa nanoszona na implanty stawów, w których zużywanie się ścierne ma zasadnicze znaczenie, czy zastawki serca człowieka, do szlifowania i docierania węglików spiekanych, wiercenia skał, przeciągania drutów i prętów, obciągania ściernic ceramicznych, jako wgłębniki do pomiaru twardości i do pomiaru gładkości powierzchni, cięcia płyt wykonanych z szkła i ceramiki, obróbki ściernej szkła optycznego i zdobniczego, obróbki metali nieżelaznych i ich stopów, obróbki tworzyw sztucznych, półprzewodników, materiałów ceramicznych, szlifowania brylantów i kamieni półszlachetnych, w narzędziach stomatologicznych i chirurgicznych.
Niesłychanie uniwersalnie, materiał ścierny w postaci diamentu wykorzystuje się do produkcji proszków, zawiesin, ściernic ze spoiwem żywicznym, metalowym, ceramicznym, ale także do sporządzania preparatów mikroskopowych. Nas najmocniej interesuje wykorzystanie umożliwiające nader dokładną obróbkę wszelkich znanych naturalnych i sztucznych materiałów.
Diament w naturze powstał w skrajnych warunkach, na dużych głębokościach pod powierzchnią ziemi w wyniku olbrzymiego ciśnienia dochodzącego nawet do 70-80 ton na centymetr kwadratowy w temperaturze 1100 – 1300 stopni Celsjusza. Na nieszczęście, takie warunki powstawania diamentu warunkują zarówno rzadkość jego występowania jak i jego wysoką cenę. W związku z tym wyłącznie sztuczna synteza diamentu mogła dać produkt, który można by wdrożyć w sposób przemysłowy.
Pierwsze eksperymenty związane z syntezą diamentu nabrały rozpędu po tym jak pewien Smithson Tennat odkrył, że diament jest postacią krystaliczną węgla pierwiastkowego, a stało się to w 1766. Później starano się w laboratoriach stworzyć analogiczne warunki, co w naturze.
Pierwsze patenty należą do GE, którego naukowcy w 1955 roku wyprodukowali pierwszą partię syntetycznych diamentów. Synteza polegała na zmianie grafitu w diament (zmiana obejmowała struktury geometrycznej) przy użyciu ogromnych temperatur i ciśnień w obecności katalizatorów. W latach 80 tych użyto inną metodę CVD, polega ona na niskociśnieniowym wytwarzaniu diamentu syntetycznego z fazy gazowej. Technologia ta umożliwia nakładanie diamentu na duże powierzchnie. Diament taki posiada znaczną jednorodność struktury krystalograficznej i czystość chemiczną.
Obecnie, co roku produkuje się tony tego minerału, który niczym nie ustępuje prawdziwemu (oprócz ceny), a poza tym w warunkach kontrolowanych, jest możliwość wytwarzania ziaren o jednakowych parametrach, wielkości i struktury. Powszechność zastosowania go w technice wpłynęła wymownie na obniżenie jego ceny, a także ceny narzędzi z segmentami diamentowymi: tarcze diamentowe, wiertła diamentowe, ściernice diamentowe, i inne.
Przykładowo, dzięki technologii diamentowej powstają takie piękne tarcze.
Przy produkcji narzędzi istotna jest klasa diamentu, im większe i bardziej regularne (zbliżone do naturalnego kryształu) ziarno diamentu, tym większe jego zdolności ścierająco-tnące. W zależności od charakteru zastosowania i rozmiaru narzędzia uzgodniono podział na ziarna w jednostkach mesh, który jest ilością oczek przypadającą na 1 cal. I tak:
bardzo ogólna 8-12 mesh,
ogólna 14-24 mesh,
średnia 30-60 mesh,
dokładna 70-120 mesh,
bardzo dokładna 150-240 mesh,
super dokładna 280-600 mesh.
W technologii budowlanej (beton, grani, marmur, gres, terakota i asfalt) używa się przede wszystkim ziarna syntetyczne o wielkości 20 – 60 mesh. Wielkość tych ziaren uzależniona jest od rodzaju obrabianego materiału. Do materiału gruboziarnistego stosuje się grubsze ziarno, do drobnoziarnistego drobne. Mniejsze kryształy diamentowe znacznie poprawiają, jakość cięcia, jego gładkość. Jakość ziarna zależna jest dodatkowo od przybranej postaci krystalicznej. Im bardziej doskonała, tym większa wytrzymałość udarowa kryształu.
