Неизвестный алмаз. «Артефакты» технологии

Рис. 7.2. Схема использования направлений обработки в процессе проведения эксперимента на плоскости октаэдра

Как уже отмечалось ранее, съем материала при применении нашей технологии обработки алмаза не сильно зависит от его кристаллографического направления (см., например, гл. 2). Но анализ плоских сеток обработки [3] в структуре алмаза позволил сформировать условия проведения эксперимента, наверное, самого необычного по своим результатам в изучении возможностей нашей технологии.

На рис. 7.2 приведена схема плоских сеток в структуре алмаза октаэдра, задействованных в процессе эксперимента. На схеме: а — мягкое направление, b, и b₂ — твердые направления, с — движение зерен абразива инструмента в двухосевой системе.

Движение зерен абразива в нашем случае двухосевого движения инструмента имеет циклический характер относительно обрабатываемой поверхности алмаза (см. гл. 1, п. 1.2). Задачей предстоящего эксперимента являлась активизация волнового возбуждения кристалла на плоскости октаэдра одновременно по твердым направлениям (см. рис. 7.2). В этом случае предполагалось зафиксировать какое-либо характерное проявление динамической волновой среды алмаза, сформированной из воздействия инструмента на эти два кристаллографических направления.

Был отобран не тронутый технологией природный кристалл алмаза октаэдрического габитуса. Алгоритм обработки поверхности выбранной грани октаэдра разработан с учетом симметричной и строгой периодичности движения зерен абразива инструмента относительно направления а на этой плоскости (см. рис. 7.2).

Вполне очевидно, что при давлении обрабатывающего инструмента на алмаз (или алмаза на обрабатывающий инструмент) возникает сопротивление алмаза обработке и величина этого сопротивления (усилие прижима) может быть зафиксирована в процессе обработки кристалла. В нашей системе воздействия (станок с ЧПУ) промышленный компьютер фиксирует этот задаваемый параметр алгоритма обработки (величину усилия прижима объекта к инструменту). Также в процессе воздействия контролируется величина съема материала в единицу времени, что в определенной степени может являться показателем эффективности процесса обработки.

Существующие способы обработки алмаза – самого известного и самого твердого из известных материалов имеют вполне определенные величины съема этого кристалла, и эти величины в общем случае имеют размерность ~ мкм/с. Процесс не быстрый и зависит от многих факторов. Как сказано в работе [3]:

максимальное значение интенсивности (кар./мин.) съема алмаза в плоскости:

ромбододекаэдра 0,025

куба 0,015

октаэдра 0,0025.

Поэтому при проведении планируемого эксперимента по обработке плоскости октаэдра постоянное усилие прижима алмаза к инструменту было задано ~200 грамм, а величина съема материала являлась фиксируемым параметром за какое-то разумное время. Величину времени решено было определить (зафиксировать) в процессе проведения эксперимента.

К сожалению, точное значение величины съема материала в этом эксперименте установить так и не удалось. При подаче инструмента к алмазу система обработки фиксировала момент касания инструмента алмаза, но сопротивление этой системы алмаз – инструмент за доли секунды изменялось до нуля.

При вторичной подаче инструмента к алмазу также фиксировался момент касания, но сопротивление системы алмаз – инструмент опять резко падало до нуля. Зафиксировать стабильное состояние сопротивления алмаза обрабатывающему инструменту не удалось. Поверхность воздействия обрабатывалась, а сопротивление алмаза отсутствовало! Эксперимент был завершен при явном изменении поверхности кристалла после двух попыток фиксации сопротивления алмаза. Завершение эксперимента произошло с целью сохранения исходного алмазного сырья.

Нескрываемое удивление у нас вызвало состояние «обработанной» поверхности октаэдрической грани. Следует заметить, что эта грань является «твердой» гранью (111) в алмазе типа октаэдра (рис. 7.3).

Рис. 7.3. Состояние поверхности алмазной грани после эксперимента

Подобные «барханы» на поверхности алмаза могут образоваться только в одном случае – в случае нахождения поверхности алмаза в состоянии, близком к жидкому. А их линейные размеры никоим образом не связаны с размерностью зерна используемого абразива (-10/7 мкм). Геометрический размер «обработанной» грани -3 х 3 мм. Фото сделано в отраженном свете.

Рис. 7.4. Отверстие в виде колодца в алмазе

Характер расположения этих «барханов» при применении двухосевой системы обработки позволяет сделать предположение, что они образовались на плоскости октаэдра в мягком направлении (а) в последний момент отрыва инструмента от поверхности воздействия. Температура алмаза в процессе эксперимента при этом составляла ~23,5 °C.

Но наибольшее удивление у нас вызвало возникшее на соседней грани шестигранное отверстие в виде колодца (отмечено стрелкой) (рис. 7.4).