Алмаз та інші тверді природні абразивні матеріали

Природні абразиви, що можна купити в інтернет-магазині https://inta.pro/, поділяються на тверді та м’які. До першої групи належать кварц, наждак, алмаз, кремінь, корунд та гранат. До другої — графіт, пемза, глинозем, оксид хрому та інші.

Алмаз

Алмаз являє собою алотропічну модифікацію кристалічного вуглецю, з якого він складається на 96 – 99,8%. Це найтвердішій в світі мінерал натурального походження. В природних умовах зустрічається у вигляді монокристалів та їхніх уламків. Він порівняно чистий та прозорий, безбарвний або матовий. Містить до 4,8% домішок, через які може бути забарвлений у блакитний, зелений, червоний, жовтий, чорний або коричневий колір.

За призначенням алмази поділяються на дві групи. До першої відносяться ювелірні — це чисті та прозорі мінерали різного кольору. Другі — технічні. Вони зазвичай непрозорі та мають дещо більші розміри. Завдяки фізико-механічним властивостям саме їх використовують в якості абразивів.

За шкалою Мооса за твердістю алмаз відноситься до найвищої категорії — 10 балів, за Роквелом аналогічно — 100 одиниць. Мікротвердість 8600 – 10 060 кгс/кв. мм. або 93,157-98,648 ГПа. За шкалою Вікерса цей показник для алмазу дається в діапазоні 70 – 150 ГПА, більше значення тільки у фулерита (до 310 ГПа) та лонсдейлита (до 152 ГПа). Абразивна здатність за приладом Міндта дорівнює одиниці (для порівняння: карбід бору 0,5-0,6, електрокорунд 0,14-0,16). На те, щоб зняти з заготовки 1 грам твердого сплаву, витрачається від 2 до 8 мг мінералу (для карбіду бору 1000 – 2000 мг, для карбіду кремнію 3000 – 18 000 мг). Інші характеристики:

1. Густина: 3,48 – 3,56 г/куб. см.
2. Межа міцності:

2.1. На вигин: 206 – 490 МПа.

2.2. На стиск (середня): 1961 МПа.

2.3. На розрив (теоретична): 7746740 МПа.

1. Температурна стійкість: 700 – 800 град С.
2. Питома теплоємність: 0,502 кДж/(кг*К).
3. Теплопровідність: 900 – 2300 Вт/(м*К).

Технічні алмази у вигляді зерна, порошків та пилу застосовують для полірування та шліфування деталей. Ці ж операції, а також загострення та правку інструменту з твердих сплавів, виконують за допомогою абразивних кругів з алмазним напиленням, алмазно-металічних олівців та роликів. Вставки з цього мінералу можна побачити на бурових коронках, склорізах, шарошках тощо. За низької якості матеріалу з нього роблять пасти та мікропорошки.

Корунд

Корунд (глинозем) складається з оксиду алюмінію Al2O3 (до 95%) та домішок заліза, кварцу й інших мінералів. Твердість по Моосу 9, густина 4 г/куб. см. Жорсткі грані дозволяють використовувати його для чорнової обробки. З цього матеріалу роблять шліфувальні круги, порошки та мікропорошки для полірування.

Гранат

Гранат належить до мінералів силікатної групи. Складається з оксидів заліза, алюмінію, хрому та інших елементів, поєднаних з кремнекислотою. Твердість по Моосу 6,5 – 7,5. В якості абразиву використовують ізотропні зерна деяких його форм, в першу чергу альмандину. З нього роблять шліфувальні порошки та зерно, що йде на виготовлення шкурки. Він не містить важких металів, не утворює багато пилу та придатний до повторного використання.

Кварц

Кварц являє собою кристалічну модифікацію диоксиду кремнію SiO2 (до 96%). Твердість по Моосу 7. Його використовують у вигляді зерна та порошків, які потрібні для шліфувальної шкурки. Матеріал шкідливий, повторне використання заборонено.

Наждак

Дрібнозерниста порода, що складається з корунду, кварцу, магнетиту та інших мінералів. Містить до 60% кристалічного окису глинозему. Твердість по Моосу від 7 до 8. З нього роблять шкурку та ручні абразивні інструменти. Але з’єднання не міцні, тому вони мають невеликий термін використання. Широко вживається у виробництві протиковзних стрічок для сходів та підлог.