Kan du gjøre diamantverktøy tilbake til diamanter?

Kan du gjøre diamantverktøy tilbake til diamanter?

Nei, du kan ikke forvandle et helt diamantverktøy tilbake til en enkelt, ren, stor, perle-kvalitetsdiamant som er egnet for skjæring.

Men hvis du sikter til gjenvinningen av individuelle diamantpartikler fra verktøyet, ja,-er dette en vel-etablert industriell teknikk.

 

 

Hvorfor kan ikke hele verktøyet "vendes tilbake" til en enkelt diamant?
1 grunnleggende forskjell:

Et diamantverktøy (som et sagblad, bor eller slipeskive) er ikke en solid blokk av ren diamant. Den består vanligvis av to hovedkomponenter:

• Diamantpartikler: Små diamantkrystaller-enten syntetiske eller naturlige-som fungerer som skjærekanter.
• Bonding Agent: Matrisematerialet som "binder" diamantpartiklene sammen. Dette er vanligvis sammensatt av metallpulver (som kobolt, bronse eller jern), harpiks eller keramikk. Bindemiddelet står for størstedelen av verktøyets volum.

 

2 Strukturelt kompromiss:

Under produksjonen av diamantverktøy blir diamantpartiklene og bindemidlet sintret eller loddet sammen under forhold med høy temperatur (potensielt over 1000 grader) og høyt trykk. Denne prosessen skaper en irreversibel kjemisk og fysisk binding. For å skille dem må man bruke destruktive metoder-som syreoppløsning, elektrolyse eller høy-temperaturoksidasjon-for å fjerne bindemidlet.

 

3 Termisk skade:

Både under produksjonen av verktøyet og gjennom hele levetiden, kan overflatene til diamantpartiklene gjennomgå grafitisering (transformasjonen av diamant til den mer stabile formen for grafitt ved høye temperaturer), bli innkapslet av metall eller utvikle mikro-sprekker. Selv om de ble gjenopprettet, vil deres strukturelle integritet og krystallinske form ha blitt kompromittert, noe som gjør dem ute av stand til å gå tilbake til sin opprinnelige,-diamanttilstand av høy kvalitet.

hvordan er "Diamantpartikler gjenvunnet" i en industriell setting? (Den nærmeste prosessen til det du så for deg som å "vende tilbake")
Når et diamantverktøy når slutten av levetiden, bruker spesialiserte anlegg følgende prosesser for å gjenvinne de innebygde diamantpartiklene. Disse gjenvunnede partiklene kan deretter gjenbrukes i produksjonen av nye slipemidler, overflatebelegg eller verktøy av lavere-kvalitet:

1. Knusing: De kasserte verktøyene knuses mekanisk til mindre fragmenter.
2. Kjemisk eller elektrokjemisk oppløsning: Sterke syrer (som aqua regia eller salpetersyre) eller elektrolytiske løsninger brukes til å løse opp metallbindemidlet grundig. Bindemidlet omdannes til en metallsaltløsning, mens diamantpartiklene-som er motstandsdyktige mot sterke syrer og elektrisk ikke-ledende-forblir intakte og blir liggende igjen. Separasjon og rensing: Gjennom metoder som filtrering, sentrifugering og gravitasjonsseparasjon separeres diamantpartikler fra gjenværende materialer; Deretter brukes sterke alkalier eller flussyre for å vaske bort urenheter på overflaten.
3. Tørking og klassifisering: Resultatet er en samling rene diamantpartikler som beholder sine opprinnelige dimensjoner. De er nesten identiske med partiklene som ble brukt før verktøyet ble produsert, bortsett fra potensielt litt grovere overflater eller tilstedeværelsen av mindre mikro-sprekker.

Nøkkelpunkt:

Det gjenvunnede materialet består av utallige ørsmå, enkelt-diamantpartikler (pulver), i stedet for en enkelt stor, gjennomsiktig ru diamantkrystall. Størrelsen og formen på disse partiklene er nøyaktig den samme som de som opprinnelig var innebygd i verktøyene (vanligvis fra 80 til 400 mesh-dvs. 0,18 mm til 0,037 mm).

 

Vitenskapelig sett er det praktisk talt umulig å oppnå dette av følgende grunner:

• Termodynamiske begrensninger: Under standard atmosfærisk trykk eksisterer diamant som en metastabil form for karbon, mens grafitt representerer den termodynamisk stabile tilstanden. Å smelte sammen små partikler til en enkelt stor masse krever et miljø med høyt-trykk, høy-temperatur (HPHT) (omtrent 1500 grader og 50 000–60 000 atmosfærer). Selv under slike forhold er overflatene til de små partiklene svært utsatt for å omdannes til grafitt før fusjon kan skje.
• Prinsipper for krystallvekst: Veksten av en enkelt-krystalldiamant krever et medium av smeltede metallkatalysatorer (som jern eller nikkel), der karbonatomer avsettes én etter én på en «frøkrystall». Pre-formede små partikler kan ikke bare "smelte sammen" for å danne en enkelt stor krystall; mye som hvordan smeltede isbiter, når de fryses sammen igjen, bare danner polykrystallinsk is i stedet for å gå tilbake til den opprinnelige enkeltkrystallstrukturen-.
• Kostnadshensyn: Selv når du bruker HPHT-teknologi, innebærer standard praksis å bruke grafitt som råmateriale for å syntetisere nye diamanter-en prosess som er langt mer kostnadseffektiv- enn å forsøke å gjenvinne mikro-pulver fra kasserte verktøy og deretter "smelte sammen" dem. De gjenvunnede diamantpartiklene er langt bedre egnet for direkte gjenbruk som slipemidler.

 

TIPS:

Hvis du har et gammelt diamantsagblad for hånden, kan du løse opp metallet ved hjelp av en kjemisk metode (som å bløtlegge det i konsentrert salpetersyre i flere timer), noe som resulterer i et lag med glitrende diamantpulver som legger seg i bunnen. Dette er imidlertid helt annerledes enn å smelte en isblokk til vann og fryse den på nytt, mer beslektet med å rense salt fra en blanding som inneholder sand.