单晶金刚石在软压头条件下的塑性变形

Plastic Deformation of Single Crystal Diamond by Soft Impressors

本文采用新的试验方法软压头技术，探讨金刚石在不同温度下的塑性变形行为。１试验条件及程序以Ｉｂ型人工合成单晶金刚石作为主要试验样品。变形试验采用软压头摩擦试验方法。选用三种基本的压头材料，硼化钛（ＴｉＢ２），氮化硅（Ｓｉ３Ｎ４），和立方氮化硼（ｃＢＮ），它们的努式硬度分别为１３ＧＰａ，１８ＧＰａ和４０ＧＰａ。压头顶角为１２０°的圆锥形。所用的Ｉｂ型单晶金刚石试样由ＤｅＢｅｒｓ金刚石公司提供，样品的尺寸为２×２×１．５ｍｍ。试验在经机械抛光的（００１）晶面上进行。变形试验在高温真空下进行，试验机为自制的高温多用试验装置。２试验结果及讨论２．１脆塑性转变温度：利用软压头在不同温度下对金刚石摩擦变形时，金刚石的变形行为主要取决于变形温度和所施加的应力。在室温及较低的温度下，金刚石主要以发生于｛１１１｝解理面的脆性断裂为主。随着温度升高，金刚石由脆性向塑性转化。变形温度超过其脆塑性转变温度后，金刚石开始产生一定程度的塑性变形，其后，随变形温度升高，金刚石的塑性明显增加，脆性逐渐减弱。Ｉｂ单晶金刚石在不同温度下的变形行为可归纳于图１（略）。从图看出，Ｉｂ单晶金刚石的脆塑性转变温度大约为７７０℃。７７０℃以下，如所受外力?