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I diamanti CVD (Chemical Vapor Deposition) sono diamanti coltivati ​​in laboratorio che presentano proprietà simili ai diamanti naturali, tra cui estrema durezza ed eccellenti proprietà ottiche. La forma delle superfici dei diamanti CVD è influenzata dal processo di crescita, che dà come risultato una struttura policristallina con punte di cristalliti che possono assumere forme tetraedriche o piramidali. Queste forme sono il risultato diretto del processo di crescita microcristallina, in cui gli atomi di carbonio si depositano su un substrato in un ambiente controllato, formando un rivestimento denso e puro con spessore uniforme. La rugosità superficiale e la struttura del grano del diamante CVD evolvono con lo spessore, portando ad una composizione non uniforme. Questa struttura unica rende i diamanti CVD adatti a varie applicazioni industriali, in particolare nel taglio di materiali non ferrosi, dove la loro durezza e durata forniscono vantaggi significativi rispetto ad altri materiali come il PCD.

Punti chiave spiegati:

1. Struttura policristallina:

   • I diamanti CVD vengono coltivati ​​in forma policristallina, il che significa che sono costituiti da più piccoli cristalli anziché da un unico grande cristallo. Questa struttura si traduce in una superficie che non è perfettamente liscia ma presenta invece punte di cristalliti con forme distinte.
   • Le punte dei cristalliti assumono spesso forme tetraedriche o piramidali, che sono il risultato del processo di crescita microcristallina. Queste forme contribuiscono alla ruvidità tagliente della superficie del diamante, rendendolo altamente efficace per le applicazioni di molatura e taglio.

2. Processo di crescita e formazione della superficie:

   • Il processo CVD prevede il posizionamento di un substrato in una camera riempita con plasma ricco di carbonio. Nel tempo, gli atomi di carbonio si depositano sul substrato, formando uno strato di diamante.
   • Man mano che lo strato diamantato cresce, la rugosità superficiale e la struttura dei grani si evolvono. Le fasi iniziali della crescita possono produrre una superficie più liscia, ma man mano che lo strato si ispessisce, le punte dei cristalliti diventano più pronunciate, portando alle caratteristiche forme tetraedriche o piramidali.

3. Rugosità superficiale e struttura dei grani:

   • La superficie del diamante CVD non è uniforme; presenta rugosità che cambia con lo spessore dello strato diamantato. Questa ruvidità è il risultato diretto della natura policristallina del diamante, dove ogni cristallo cresce in modo indipendente, portando ad una superficie non uniforme.
   • Anche la struttura del grano del diamante CVD non è uniforme, con variazioni nella dimensione e nell'orientamento dei cristalli. Questa non uniformità è dovuta al processo di crescita, in cui cristalli diversi crescono a velocità diverse e in direzioni diverse.

4. Applicazioni industriali:

   • La forma e la struttura uniche del diamante CVD lo rendono particolarmente adatto per applicazioni industriali, in particolare negli utensili da taglio e rettifica. La ruvidità e la durezza dei bordi taglienti della superficie del diamante consentono di tagliare facilmente materiali non ferrosi.
   • Gli utensili diamantati CVD hanno una durata significativamente più lunga rispetto agli utensili PCD (diamante policristallino), spesso da 2 a 10 volte di più. Inoltre, offrono prestazioni migliori di circa il 35% rispetto agli strumenti PCD, rendendoli la scelta preferita in molti contesti industriali.

5. Proprietà ottiche e meccaniche:

   • I diamanti CVD hanno eccellenti proprietà ottiche, inclusa un'elevata trasmittanza dalle lunghezze d'onda dell'ultravioletto profondo alle microonde. Ciò li rende adatti all'uso in applicazioni ottiche dove è richiesta un'elevata trasparenza.
   • Le proprietà meccaniche del diamante CVD, come la sua estrema durezza (8.500 kgf/mm²), lo rendono estremamente durevole e resistente all'usura. Tuttavia, non è adatto per il taglio dell'acciaio, poiché le alte temperature possono sciogliere il diamante, provocando un'usura più rapida dell'utensile.

In sintesi, la forma del diamante CVD è caratterizzata dalla sua struttura policristallina, con punte di cristalliti che spesso assumono forme tetraedriche o piramidali. Questa struttura unica, combinata con le sue eccellenti proprietà meccaniche e ottiche, rende il diamante CVD di grande valore in varie applicazioni industriali.

Tabella riassuntiva:

Aspetto	Descrizione
Struttura	Policristallino con punte di cristalliti di forma tetraedrica o piramidale.
Processo di crescita	Gli atomi di carbonio si depositano su un substrato, formando uno strato di diamante denso e puro.
Rugosità superficiale	Evolve con lo spessore, risultando in una superficie non uniforme, a spigoli vivi.
Applicazioni industriali	Ideale per il taglio di materiali non ferrosi; Durata dell'utensile da 2 a 10 volte più lunga rispetto agli utensili PCD.
Proprietà meccaniche	Durezza estrema (8.500 kgf/mm²) ma inadatta al taglio dell'acciaio.

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