ОЦІНКА ПОВЕРХНЕВИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВИСОКОМІЦНИХ СИНТЕТИЧНИХ ШЛІФПОРОШКІВ АЛМАЗУ
At the present stage of development of advanced technologies for processing tool and composite materials, mechanical engineering requires the use of an efficient diamond tool - dressing rollers equipped with diamond grinding powders. The performance of such a tool depends to a large extent on the qu...
Gespeichert in:
| Datum: | 2025 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля Национальной академии наук Украины
2025
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/432 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Tooling materials science |
Institution
Tooling materials science| _version_ | 1860742115885056000 |
|---|---|
| author | Ільницька, Галина Діюк, Віталій Лавріненко, Валерій Смоквина, Володимир Петасюк, Григорій Логінова, Ольга Соколов, Олександр Зайцева, Ірина Тимошенко, Вікторія Циба, Микола Горохов, В'ячеслав |
| author_facet | Ільницька, Галина Діюк, Віталій Лавріненко, Валерій Смоквина, Володимир Петасюк, Григорій Логінова, Ольга Соколов, Олександр Зайцева, Ірина Тимошенко, Вікторія Циба, Микола Горохов, В'ячеслав |
| author_sort | Ільницька, Галина |
| baseUrl_str | http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-03-26T08:19:14Z |
| description | At the present stage of development of advanced technologies for processing tool and composite materials, mechanical engineering requires the use of an efficient diamond tool - dressing rollers equipped with diamond grinding powders. The performance of such a tool depends to a large extent on the quality of diamond powders, so powders of natural diamonds of increased strength and grain size or high-strength synthetic diamond powders of grades AC200 – AC400 are usually used to manufacture dressing tools. The aim of this study was to comprehensively investigate the physical, mechanical, and physicochemical characteristics of high-strength synthetic diamond powders of grades AC300 – AC200 with grit sizes 630/500 and 500/400.
For each individual grade, the properties of diamond powders were determined according to the methods developed at the Institute of Superhard Materials of the National Academy of Sciences: strength and uniformity, specific magnetic susceptibility, and hydrophilicity. The appearance of diamond grinding powders of different grits was studied using an Axioscope 5 optical microscope (Carl Zeiss Microscopy GmbH, Germany). The structural and sorption properties of the surface of diamond grinding powders were studied by the classical method of gas adsorption at low temperatures in accordance with the BET principle using a gas adsorption analyzer NOVA 2200 (Quantachrome, USA) and Accusorb 2100 (Cultronics), which are designed to measure porosity, specific surface area, and pore radius.
The specific surface area of the samples was also determined by the extrapolation-analytical method. The initial data for its implementation were the results of diagnosing the dimensional and geometric characteristics of the powder, in particular, the length and width of the grain projection, its area and perimeter, using the DiaInspect.OSM device from VOLLSTÄDT DIMANT Gmb (Germany).
The experimental results of adsorption studies show that synthetic diamond samples are characterised by a small specific surface area of 0.17 to 0.21 m2/g and a small pore volume of 1.88-1.99 ×10-4 for diamonds of 630/500 grit of grades AC300-AC200 and 1.75 ×10-4 ml/g for diamonds of 500/400 grit of grade AC250. The value of surface hydrophilicity of diamonds of AC200 grade with 630/500 grit is approximately 2.7 times higher than that of diamonds of AC300 grade. For diamonds of the AC250 grade, the 630/500 grit is approximately 1.3 times higher than for diamonds of the 500/400 grit. The values of the specific surface area of the studied samples calculated by the extrapolation-analytical method were significantly lower than those obtained by the experimental method. This can be explained by the inability to take into account the influence of the contribution of functional surface groups on the specific surface area in the calculations.
It is also shown that the method of low-temperature nitrogen adsorption-desorption can be used to determine the relative concentration of defects and predict the physical and mechanical properties of crystalline diamond powders of micron size. |
| first_indexed | 2026-03-26T16:19:25Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs2.altis-ism.org.ua:article-432 |
| institution | Tooling materials science |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-26T16:19:25Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля Национальной академии наук Украины |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs2.altis-ism.org.ua:article-4322026-03-26T08:19:14Z EVALUATION OF SURFACE PROPERTIES OF HIGH-STRENGTH SYNTHETIC DIAMOND GRINDING POWDERS ОЦІНКА ПОВЕРХНЕВИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВИСОКОМІЦНИХ СИНТЕТИЧНИХ ШЛІФПОРОШКІВ АЛМАЗУ Ільницька, Галина Діюк, Віталій Лавріненко, Валерій Смоквина, Володимир Петасюк, Григорій Логінова, Ольга Соколов, Олександр Зайцева, Ірина Тимошенко, Вікторія Циба, Микола Горохов, В'ячеслав synthetic diamond grinding powders, strength, magnetic susceptibility, structural and sorption properties of the surface of diamond powders, hydrophilicity, extrapolation-analytical method for determining the specific surface area. шліфпорошки синтетичних алмазів, міцність, магнітна сприйнятливість, структурно-сорбційні властивості поверхні алмазних порошків, гідрофільність, екстраполяційно-аналітичний метод визначення питомої поверхні. At the present stage of development of advanced technologies for processing tool and composite materials, mechanical engineering requires the use of an efficient diamond tool - dressing rollers equipped with diamond grinding powders. The performance of such a tool depends to a large extent on the quality of diamond powders, so powders of natural diamonds of increased strength and grain size or high-strength synthetic diamond powders of grades AC200 – AC400 are usually used to manufacture dressing tools. The aim of this study was to comprehensively investigate the physical, mechanical, and physicochemical characteristics of high-strength synthetic diamond powders of grades AC300 – AC200 with grit sizes 630/500 and 500/400. For each individual grade, the properties of diamond powders were determined according to the methods developed at the Institute of Superhard Materials of the National Academy of Sciences: strength and uniformity, specific magnetic susceptibility, and hydrophilicity. The appearance of diamond grinding powders of different grits was studied using an Axioscope 5 optical microscope (Carl Zeiss Microscopy GmbH, Germany). The structural and sorption properties of the surface of diamond grinding powders were studied by the classical method of gas adsorption at low temperatures in accordance with the BET principle using a gas adsorption analyzer NOVA 2200 (Quantachrome, USA) and Accusorb 2100 (Cultronics), which are designed to measure porosity, specific surface area, and pore radius. The specific surface area of the samples was also determined by the extrapolation-analytical method. The initial data for its implementation were the results of diagnosing the dimensional and geometric characteristics of the powder, in particular, the length and width of the grain projection, its area and perimeter, using the DiaInspect.OSM device from VOLLSTÄDT DIMANT Gmb (Germany). The experimental results of adsorption studies show that synthetic diamond samples are characterised by a small specific surface area of 0.17 to 0.21 m2/g and a small pore volume of 1.88-1.99 ×10-4 for diamonds of 630/500 grit of grades AC300-AC200 and 1.75 ×10-4 ml/g for diamonds of 500/400 grit of grade AC250. The value of surface hydrophilicity of diamonds of AC200 grade with 630/500 grit is approximately 2.7 times higher than that of diamonds of AC300 grade. For diamonds of the AC250 grade, the 630/500 grit is approximately 1.3 times higher than for diamonds of the 500/400 grit. The values of the specific surface area of the studied samples calculated by the extrapolation-analytical method were significantly lower than those obtained by the experimental method. This can be explained by the inability to take into account the influence of the contribution of functional surface groups on the specific surface area in the calculations. It is also shown that the method of low-temperature nitrogen adsorption-desorption can be used to determine the relative concentration of defects and predict the physical and mechanical properties of crystalline diamond powders of micron size. На сучасному етапі розвитку прогресивних технологій обробки інструментальних та композиційних матеріалів машинобудування потребує використання ефективного алмазного інструменту – правлячих роликів, які оснащуються алмазними шліфпорошками. Працездатність такого інструменту значною мірою залежить від якості алмазних порошків, тому для виготовлення правлячих інструментів зазвичай використовуються порошки природних алмазів підвищеної міцності і зернистості, або високоміцні синтетичні алмазні порошки марок АС200 – АС400. Метою даної роботи було комплексне  дослідження фізико-механічних та фізико-хімічних характеристик високоміцних синтетичних шліфпорошків алмазу марок АС300 – АС200 зернистості 630/500 та 500/400. Для кожної окремої марки визначали властивості алмазних порошків за методиками, що були  розроблені в Інституті надтвердих матеріалів НАНУ: міцність та однорідність за міцністю, питому магнітну сприйнятливість, гідрофільність. Зовнішній вигляд шліфпорошків алмазу різних зернистостей вивчали за допомогою оптичного мікроскопу Axioscope 5 (Carl Zeiss Microscopy GmbH, Німеччина). Дослідження структурно-сорбційних властивостей поверхні шліфпорошків алмазу проводили класичним методом адсорбції газів при низьких температурах відповідно до принципу БЕТ за допомогою газоадсорбційного аналізатора NOVA 2200 (Quantachrome, USA) і Accusorb 2100 (Культронікс), які призначені для вимірювання пористості, питомої площі поверхні, радіусу пор. Питома поверхня зразків також визначалася екстраполяційно-аналітичним методом. Вихідними даними для його реалізації слугували результати діагностування за допомогою приладу DiaInspect.OSM фірми VOLLSTÄDT DIMANT Gmb (Німеччина) розмірних і геометричних характеристик порошку, зокрема, таких як довжина і ширина проекції зерна, її площа та периметр. За експериментальними результатами адсорбційних досліджень показано, що зразки синтетичного алмазу характеризуються невеликою питомою поверхнею від 0,17 до 0,21 м2/г та малим об’ємом пор для алмазів зернистості 630/500 марок АС300–АС200 від 1,88-1,99 ×10-4 до 1,75×10-4 мл/г для алмазів марки АС250 зернистості 500/400. Величина гідрофільності поверхні алмазів марки АС200 зернистості 630/500 приблизно у 2,7 разів більше ніж гідрофільність алмазів марки АС300. Для алмазів марки АС250 зернистості 630/500 приблизно у 1,3 рази більше ніж для алмазів зернистості 500/400. Розраховані екстраполяційно-аналітичним методом показники питомій поверхні досліджених зразків виявилися значно нижчими, ніж отриманні експериментальним методом. Це може бути пояснено не можливість урахування у розрахунках впливу вкладу на  показники питомої поверхні функціонального поверхневих груп. Показано також, що метод низькотемпературної адсорбції-десорбції азоту може використовуватися для визначення відносної концентрації дефектів і прогнозування фізико-механічних властивостей кристалічних алмазних порошків мікронного розміру.  Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля Национальной академии наук Украины 2025-11-21 Article Article application/pdf http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/432 Інструментальне матеріалознавство; Том 1 № 28 (2025): Інструментальне матеріалознавство; 172-182 Инструментальное материаловедение; Том 1 № 28 (2025): Інструментальне матеріалознавство; 172-182 Tooling materials science; Vol 1 No 28 (2025): Tooling materials Science; 172-182 2708-7328 2708-731X uk http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/432/377 Авторське право (c) 2025 Інструментальне матеріалознавство |
| spellingShingle | шліфпорошки синтетичних алмазів міцність магнітна сприйнятливість структурно-сорбційні властивості поверхні алмазних порошків гідрофільність екстраполяційно-аналітичний метод визначення питомої поверхні. Ільницька, Галина Діюк, Віталій Лавріненко, Валерій Смоквина, Володимир Петасюк, Григорій Логінова, Ольга Соколов, Олександр Зайцева, Ірина Тимошенко, Вікторія Циба, Микола Горохов, В'ячеслав ОЦІНКА ПОВЕРХНЕВИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВИСОКОМІЦНИХ СИНТЕТИЧНИХ ШЛІФПОРОШКІВ АЛМАЗУ |
| title | ОЦІНКА ПОВЕРХНЕВИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВИСОКОМІЦНИХ СИНТЕТИЧНИХ ШЛІФПОРОШКІВ АЛМАЗУ |
| title_alt | EVALUATION OF SURFACE PROPERTIES OF HIGH-STRENGTH SYNTHETIC DIAMOND GRINDING POWDERS |
| title_full | ОЦІНКА ПОВЕРХНЕВИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВИСОКОМІЦНИХ СИНТЕТИЧНИХ ШЛІФПОРОШКІВ АЛМАЗУ |
| title_fullStr | ОЦІНКА ПОВЕРХНЕВИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВИСОКОМІЦНИХ СИНТЕТИЧНИХ ШЛІФПОРОШКІВ АЛМАЗУ |
| title_full_unstemmed | ОЦІНКА ПОВЕРХНЕВИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВИСОКОМІЦНИХ СИНТЕТИЧНИХ ШЛІФПОРОШКІВ АЛМАЗУ |
| title_short | ОЦІНКА ПОВЕРХНЕВИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВИСОКОМІЦНИХ СИНТЕТИЧНИХ ШЛІФПОРОШКІВ АЛМАЗУ |
| title_sort | оцінка поверхневих властивостей високоміцних синтетичних шліфпорошків алмазу |
| topic | шліфпорошки синтетичних алмазів міцність магнітна сприйнятливість структурно-сорбційні властивості поверхні алмазних порошків гідрофільність екстраполяційно-аналітичний метод визначення питомої поверхні. |
| topic_facet | synthetic diamond grinding powders strength magnetic susceptibility structural and sorption properties of the surface of diamond powders hydrophilicity extrapolation-analytical method for determining the specific surface area. шліфпорошки синтетичних алмазів міцність магнітна сприйнятливість структурно-сорбційні властивості поверхні алмазних порошків гідрофільність екстраполяційно-аналітичний метод визначення питомої поверхні. |
| url | http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/432 |
| work_keys_str_mv | AT ílʹnicʹkagalina evaluationofsurfacepropertiesofhighstrengthsyntheticdiamondgrindingpowders AT díûkvítalíj evaluationofsurfacepropertiesofhighstrengthsyntheticdiamondgrindingpowders AT lavrínenkovaleríj evaluationofsurfacepropertiesofhighstrengthsyntheticdiamondgrindingpowders AT smokvinavolodimir evaluationofsurfacepropertiesofhighstrengthsyntheticdiamondgrindingpowders AT petasûkgrigoríj evaluationofsurfacepropertiesofhighstrengthsyntheticdiamondgrindingpowders AT logínovaolʹga evaluationofsurfacepropertiesofhighstrengthsyntheticdiamondgrindingpowders AT sokolovoleksandr evaluationofsurfacepropertiesofhighstrengthsyntheticdiamondgrindingpowders AT zajcevaírina evaluationofsurfacepropertiesofhighstrengthsyntheticdiamondgrindingpowders AT timošenkovíktoríâ evaluationofsurfacepropertiesofhighstrengthsyntheticdiamondgrindingpowders AT cibamikola evaluationofsurfacepropertiesofhighstrengthsyntheticdiamondgrindingpowders AT gorohovvâčeslav evaluationofsurfacepropertiesofhighstrengthsyntheticdiamondgrindingpowders AT ílʹnicʹkagalina ocínkapoverhnevihvlastivostejvisokomícnihsintetičnihšlífporoškívalmazu AT díûkvítalíj ocínkapoverhnevihvlastivostejvisokomícnihsintetičnihšlífporoškívalmazu AT lavrínenkovaleríj ocínkapoverhnevihvlastivostejvisokomícnihsintetičnihšlífporoškívalmazu AT smokvinavolodimir ocínkapoverhnevihvlastivostejvisokomícnihsintetičnihšlífporoškívalmazu AT petasûkgrigoríj ocínkapoverhnevihvlastivostejvisokomícnihsintetičnihšlífporoškívalmazu AT logínovaolʹga ocínkapoverhnevihvlastivostejvisokomícnihsintetičnihšlífporoškívalmazu AT sokolovoleksandr ocínkapoverhnevihvlastivostejvisokomícnihsintetičnihšlífporoškívalmazu AT zajcevaírina ocínkapoverhnevihvlastivostejvisokomícnihsintetičnihšlífporoškívalmazu AT timošenkovíktoríâ ocínkapoverhnevihvlastivostejvisokomícnihsintetičnihšlífporoškívalmazu AT cibamikola ocínkapoverhnevihvlastivostejvisokomícnihsintetičnihšlífporoškívalmazu AT gorohovvâčeslav ocínkapoverhnevihvlastivostejvisokomícnihsintetičnihšlífporoškívalmazu |