超硬
超硬材料发展的优势及不足
超硬材料发展的优势及不足超硬材料是一种具有极高硬度的材料，具有广泛的应用前景和发展潜力。
它的优势主要体现在以下几个方面：1.极高的硬度：超硬材料的硬度通常在摩氏硬度（Hv）2000以上，有的甚至可以达到5000以上。
这种极高的硬度使得超硬材料在加工和切割等领域具有独特的优势，能够处理各种硬度较高的材料，如金属、陶瓷、玻璃等。
2.高的耐磨性：超硬材料具有出色的耐磨性能，可以在高速摩擦和高温环境下保持优秀的切削性能。
这使得它在工业领域中的应用非常广泛，如切割工具、磨料、磨具等。
3.良好的化学稳定性：超硬材料通常具有较好的抗氧化和耐腐蚀性能，可以在恶劣的化学环境中长期稳定工作。
这使得它们在化工、能源等领域中的应用非常重要，如泵、密封件等。
4.优异的导热性能：超硬材料的导热性能通常很好，可以迅速将热量传导出去，避免热量积聚产生过热。
这使得超硬材料在高温环境中的应用非常突出，如航空航天、新能源等领域。
不过，超硬材料也存在一些不足之处：1.昂贵的价格：由于超硬材料的制备工艺复杂、生产成本较高，所以其价格通常较贵，不适合一般大规模应用。
这也限制了超硬材料的发展空间和市场应用范围。
2.脆性和易碎性：超硬材料通常具有良好的硬度，但其脆性也较高，容易产生裂纹和碎裂。
这使得超硬材料在某些应用中需要避免过大的冲击和振动，降低其使用寿命和安全性。
3.制备工艺复杂：超硬材料的制备通常需要采用高温、高压等特殊条件，并且需要选择合适的原料和制备工艺，所以其制备工艺较为复杂，技术水平要求较高。
4.环境污染：超硬材料的制备过程中常常涉及到高温、高压的工艺条件，会产生大量的能源消耗和废气排放，对环境造成一定的污染。
因此，在超硬材料的制备过程中需要加强环境保护和节能减排措施。
综上所述，超硬材料具有极高的硬度、耐磨性、化学稳定性和导热性能等优势，可以应用于各种领域。
但其昂贵的价格、脆性和易碎性、制备工艺复杂以及环境污染等问题也需要引起我们的注意和解决。
中国超硬材料
中国超硬材料
中国超硬材料是指在常温下具有极高硬度和耐磨性的材料，主要包括金刚石和立方氮化硼两大类。
金刚石是自然界中最坚硬的材料，而立方氮化硼则是人工合成的超硬材料，二者在工业领域有着广泛的应用。
首先，金刚石是一种由碳元素构成的同素异形体，在自然界中极为罕见，因其在地壳深部高温高压条件下形成，通常需要通过矿石开采或人工合成来获取。
金刚石具有极高的硬度和热导率，因此被广泛应用于切削、磨削、钻孔等工业领域。
例如，金刚石刀具可以用来加工硬质材料，金刚石磨具可以用来磨削玻璃、陶瓷等材料。
其次，立方氮化硼是一种人工合成的超硬材料，具有比金刚石更高的硬度和耐磨性。
立方氮化硼是由氮元素和硼元素构成的化合物，其晶体结构类似于金刚石，因此也被称为“白色金刚石”。
立方氮化硼具有优异的化学稳定性和热稳定性，因此被广泛应用于刀具、轴承、喷嘴等领域。
例如，立方氮化硼刀具可以用来加工高硬度材料，立方氮化硼轴承可以用在高速高温环境下。
在中国，超硬材料产业得到了快速发展，已经形成了完整的产业链条。
中国超硬材料的生产商和研发机构不断进行技术创新和产品升级，推动了超硬材料在工业领域的广泛应用。
中国超硬材料产品不仅满足国内市场需求，还出口到世界各地，赢得了国际市场的认可。
总的来说，中国超硬材料在世界范围内处于领先地位，不仅在技术水平上具有竞争优势，而且在市场占有率上也具备强大的竞争力。
随着科技的不断进步和产业的不断发展，相信中国超硬材料产业将迎来更加美好的未来。
超硬材料行业分析
超硬材料行业分析
超硬材料是指硬度大于10GPa的材料，具有优良的耐磨、耐高温、耐腐蚀等性能。
在各种行业中具有重要的应用价值。
超硬材料行业是一个高技术门槛的行业，具有广阔的市场前景。
首先，超硬材料在工具制造行业具有广泛应用。
硬质合金是超硬材料的主要应用产品之一，可以用于制造各种刀具、钻头、铣刀等工具，具有耐磨、耐高温的特点，能够提高工具的使用寿命和加工效率。
此外，超硬陶瓷、金刚石薄膜等也可用于工具制造，进一步扩大了超硬材料在工具制造行业的应用范围。
其次，超硬材料在矿山、油田等行业的开采和勘探中有重要作用。
超硬材料的耐磨性能和高温稳定性使其成为矿山和油田等行业中切割、打磨工具的首选材料。
此外，超硬材料还可用于地热能开发、钻井等领域，提高勘探和开采效率。
再次，超硬材料在航空航天领域有着广泛的应用。
超硬材料的高温耐磨性能，使其成为航空航天发动机等关键部件的重要材料。
采用超硬材料制造的零件，能够提高发动机的工作效率和可靠性，同时减轻发动机的重量。
此外，超硬材料还广泛应用于汽车制造、电子、医疗器械等行业。
在汽车制造中，超硬材料被用于发动机、底盘等部件的制造，提高汽车的性能和耐用性。
在电子领域，超硬材料被用于制造集成电路、半导体等关键零件。
在医疗器械制造中，超硬材料被用于制造手术刀具、牙科工具等，提高医疗器械的精度和耐用性。
综上所述，超硬材料行业具有广阔的市场前景和应用价值。
虽然行业门槛较高，但随着技术的不断进步和市场需求的增加，超硬材料行业有望取得更大的发展。
超硬刀具材料
超硬刀具材料超硬刀具材料是一种高性能的刀具材料，具有极高的硬度和耐磨性，被广泛应用于金属加工、木材加工、塑料加工等领域。
它的出现极大地提高了刀具的使用寿命和加工效率，成为现代制造业不可或缺的重要材料。
本文将介绍超硬刀具材料的特性、分类和应用。
首先，超硬刀具材料的主要特性是硬度高、耐磨性好、热稳定性强。
其中，硬度是超硬刀具材料的核心特性，通常超过90HRA，甚至高达94-95HRA。
这种极高的硬度使得超硬刀具材料能够在高速切削时保持刀具的形状稳定，不易变形和磨损。
同时，超硬刀具材料的耐磨性也非常突出，能够在长时间的使用中保持良好的切削性能。
另外，超硬刀具材料还具有很强的热稳定性，能够在高温环境下保持较高的硬度和耐磨性。
其次，超硬刀具材料根据成分和制备工艺的不同，可以分为多种类型，常见的有碳化钨、氮化硅、氧化铝等。
碳化钨是最常见的超硬刀具材料，具有极高的硬度和耐磨性，广泛应用于金属切削加工。
氮化硅是另一种重要的超硬刀具材料，其硬度和耐磨性接近碳化钨，但在高温环境下更为稳定，适用于高速切削和干切削。
氧化铝具有优异的热稳定性和化学稳定性，适用于高速切削和精密加工。
最后，超硬刀具材料在各种加工领域有着广泛的应用。
在金属加工领域，超硬刀具材料被广泛用于车削、铣削、钻削等工艺，能够有效提高加工效率和产品质量。
在木材加工领域，超硬刀具材料能够轻松应对木材的硬度和纤维结构，保持切削表面光洁。
在塑料加工领域，超硬刀具材料能够高效切削各种塑料材料，减少加工粘合和毛刺。
总之，超硬刀具材料以其优异的性能和广泛的应用领域成为现代制造业的重要支撑。
随着科技的不断进步，超硬刀具材料的性能和应用领域还将不断扩展，为制造业的发展带来更多可能性。
超硬材料的性能及其在工业中的应用
超硬材料的性能及其在工业中的应用超硬材料是指硬度高于金刚石的材料，主要由碳化物和氮化物组成。
由于其优异的物理性能和化学性能，超硬材料已经广泛应用于工业领域中，如机械加工、矿山工具、石油钻头、航空航天等。
本文将介绍超硬材料的性能特点和工业中的应用。
一、性能特点超硬材料的主要特点是硬度高、耐磨损、化学惰性等。
其中，硬度高是超硬材料的最突出的性能特点。
超硬块状材料的硬度可以达到87－93 GPa，而且具有极高的磨损和抗腐蚀性能。
其次，超硬材料的化学惰性也是它广泛应用于各种工业领域的原因之一。
这种性质使得超硬材料在极端环境下具有极高的稳定性和耐腐蚀性，比如在油井、矿井、核电站和航空航天等领域中应用广泛。
二、超硬材料在机械加工中的应用超硬材料在金属切削、石材切割、非金属材料的切削等方面均有广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1、车刀与铣刀：超硬材料刀具具有极高的硬度和耐磨性，可以用于高速、高切削量和复杂曲面加工，能够提高加工效率和降低成本。
2、铣削板：超硬材料铣削刀片用于高效铣削，可以减少切削力并延长刀具使用寿命。
3、砂轮：超硬材料制成的砂轮可以用于石材的切割和钢铁的磨削。
三、超硬材料在矿山工具中的应用超硬材料在采矿过程中也广泛应用。
主要体现在以下几个方面：1、地质钻探：超硬材料制成的油钻头可以用于非常规油气资源的勘探，具有高渗透和高穿透性的特点。
2、矿山工具：超硬材料制成的矿机采插齿具有高耐磨性和高强度，可以减少矿工的劳动强度和提高采矿效率。
四、超硬材料在其他工业领域中的应用除了上述应用领域外，超硬材料还在其他工业领域中得到广泛应用，特别是在航空航天、新能源和医疗方面。
1、航空航天：超硬材料可以用于制造高温合金和复合材料的切削和磨削工具，以及飞机发动机的零部件和燃烧室等。
2、新能源：超硬材料可以用于制造光伏材料和微电子器件等，提高新能源的效率和可靠性。
3、医疗：超硬材料可以用于制造手术刀片和牙科工具等，具有良好的生物相容性和高精度加工的特点。
超硬材料的制备与应用
超硬材料的制备与应用超硬材料是指硬度大于或等于莫氏硬度9的材料，它具有极高的硬度、耐磨性、高温稳定性、化学惰性等优良性能，被广泛用于机械、电子、化工等领域。
本文将介绍超硬材料的制备方法以及在各个领域的应用。
一、超硬材料的制备方法1.高压高温合成法高压高温合成法是目前制备超硬材料的主要方法之一，它利用高温高压下，金属或半金属材料与炭化剂反应形成超硬材料。
这种方法可以制备出一种坚硬的材料——金刚石。
2.化学气相沉积法化学气相沉积法是另一种常用的制备超硬材料的方法，它是利用气体中的有机化合物或金属有机化合物，在高温下经过化学反应，使材料在基底上生长而成的一种材料。
这种方法可以制备出纤维状结构的碳化硅材料。
3.快速凝固法快速凝固法是另一种制备超硬材料的方法，它的特点是在凝固过程中产生高浓度的固溶体，这些固溶体的原子排列非常紧密，从而形成超硬材料。
这种方法产生的超硬材料包括氮化硼和碳化硼等。
二、超硬材料的应用1.机械加工领域超硬材料可以用于机械加工领域中的刀具、切割头等工具的制作。
由于超硬材料的硬度极高，可以在很高的速度下切削，大大提高生产效率。
2.电子领域超硬材料可以用于电子领域中的半导体加工、显示器制造等。
由于超硬材料具有高温稳定性、化学惰性等特点，能够更好地满足电子行业的需求。
3.化工领域超硬材料可以用于化工领域中的催化剂、炉膛制造等。
由于超硬材料的热稳定性和耐腐蚀性很高，可以在极端的高温、高压、腐蚀等恶劣环境下工作。
4.医疗领域超硬材料可以用于医疗领域中的牙科、骨科等。
由于超硬材料的硬度高、耐用性高，可以用于制造各种医疗器械，更好地保护患者的健康。
五、结语超硬材料是一种非常重要的材料，它的制备方法和应用领域非常广泛。
随着科技的不断发展，超硬材料将会在更多的领域得到应用，为人类的生产和生活带来更多的便利和效益。
超硬材料的制备及其应用前景
超硬材料的制备及其应用前景现代制造业对材料的要求越来越高，不能满足要求的材料将被淘汰。
超硬材料的出现和发展似乎给制造业注入了新的活力。
本文将介绍超硬材料的制备及其应用前景。
一、超硬材料的概念超硬材料，指硬度大于或等于钻石的材料。
绝大多数的超硬材料都是碳化物、氮化物和氧化物等化合物。
超硬材料具有硬度高、耐磨、耐腐蚀和高温稳定等优点，成为当今高科技制造领域的关键材料之一。
二、超硬材料的制备超硬材料的制备过程复杂、技术含量高。
主要有以下几种制备方法。
1.高压高温合成法高压高温合成法是制备超硬材料的一种主要方法。
该方法需要使用特殊的高温高压设备，在高温高压下将碳、氮、硼等化学元素与相应的金属元素反应制备出超硬材料。
这种方法制备的超硬材料质量更稳定。
2.金属有机化学气相沉积法金属有机化学气相沉积法是一种利用化学气相沉积技术制备超硬材料的方法。
该方法在中性气体中引入金属有机气体，金属有机气体经过加热分解反应，产生金属原子并与其他元素反应制备出超硬材料。
利用该方法可以得到均匀的厚度和质量均一的薄膜。
3.微波等离子体化学气相沉积法微波等离子体化学气相沉积法是一种应用高频电磁场将气相反应物激发成为等离子体状态，之后与基板上的化学反应制备超硬材料的方法。
这种方法可以制备出很薄且质量非常稳定的材料。
三、超硬材料的应用前景超硬材料在机械加工、磨削、细加工和表面涂层等领域具有广泛的应用前景。
以下将介绍其具体应用。
1.切削加工领域超硬材料可以被制成锯片、刨刀、车刀和铣刀等切削工具。
其中，钻石工具的硬度是钢材的150倍，可以加工各种难加工工件，如高温合金、陶瓷、金属和晶体等。
2.磨削加工领域超硬材料可以被制成切磨、压铸刃和超声波工具等磨削工具。
利用超硬材料制备的磨削工具可以加工硬度高、耐腐蚀的精密零部件，如航空部件、汽车发动机和精密轴承等。
3.涂层材料领域超硬材料还可以制备成一种非常有用的涂层材料。
这种涂层常见于模具、切削刀具、油钻等制造领域。
超硬材料文档
超硬材料简介超硬材料是指具有极高硬度和耐磨性的材料。
它们通常由碳化硅（SiC）和氮化硼（BN）等化合物组成，在各种工业应用中扮演着重要的角色。
本文将介绍超硬材料的特性、应用以及未来发展方向。
特性超硬材料的最重要特性是其极高的硬度。
它们通常具有莫氏硬度大于9的特点，远远高于大多数传统材料如钢铁和陶瓷。
超硬材料之所以如此硬，是因为其内部结构具有高度有序的晶格。
这种晶格结构使得超硬材料具有出色的耐磨性和抗刮擦性能。
此外，超硬材料还具有优异的热导性能和耐高温性能。
正是由于这些特点，超硬材料在高温高压、切削加工和磨削等领域得到广泛应用。
应用工具加工领域超硬材料在工具加工领域有着重要的应用。
石墨刀具、硬质合金刀具以及多晶立方氮化硼刀具等都是由超硬材料制成的。
这些刀具因其高硬度和耐磨性能，在金属切削、磨削和车削等方面都表现出色。
此外，超硬材料还被广泛应用于宝石切割和玻璃加工等领域。
光电子领域在光电子领域，超硬材料也有一定的应用。
由于其优异的热导性能和光学特性，超硬材料被用于制造高功率激光器的热管理部件，如散热片和光学反射镜等。
此外，超硬材料也被广泛应用于光纤通信和太阳能电池等领域。
其他应用领域除了上述领域，超硬材料还有许多其他应用。
例如，超硬材料被用于制造化学反应器的密封件、钻石工具的切割盘和研磨盘、电子封装材料的滚轮和摩擦片等。
这些应用领域的需求不断增长，为超硬材料的研究和开发提供了广阔的市场。
发展方向随着科技的不断进步，超硬材料也在不断发展和创新。
目前，超硬材料的研究主要集中在以下几个方向：新材料的开发一方面，研究人员正在不断寻找新的超硬材料。
例如，通过合金化、纳米化和涂层改性等方法，可以提高超硬材料的性能和功能。
另一方面，一些研究人员致力于开发基于超硬材料的复合材料。
这些复合材料能够综合利用各种材料的优点，进一步提高超硬材料的性能。
例如，使用纳米钢材料和碳纳米管等结构强化材料，可以增强超硬材料的机械性能和韧性。
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金 刚
石
磨
盘
金刚石玻璃打孔钻头用于各 种玻璃打孔使用，耐磨不崩 边、效率高、寿命长。
金刚石倒角套用于各种玻璃打孔使用，耐磨不崩边、锋锐有力、效 率高、寿命长、起到产品质量档次上的提高。
金刚石异形磨轮
树脂磨轮
金刚石钻头、磨头，用于玻璃，石材 钻孔，铣槽打磨等。
金刚石钻头
软 磨 片
金 刚 石 布 拉 磨 具
5. 超硬材料
5.1 概述
定义：以金刚石或立方氮化硼单晶为原料制取的 磨料、聚晶、及与其它材料结合而成的复合材料 及制品。 分类 金刚石粉———研磨粉、研磨膏 金刚石聚晶———钻头、拔丝模 金刚石制品（结合剂）———钻具、石材加工、 磨具 金刚石薄膜———刀具、模具表面涂层
超硬材料的用途
金刚石与金属间的作用
金刚石与金属间的界面能高，不容易形成牢固结合 700℃以上与铁接触，石墨化、溶解于铁 第三周期元素镁、铝与金刚石与较好的黏结，镁不 会腐蚀金刚石，但铝在800 ℃以上会腐蚀金刚石， 并反应生成Al4C3。 第四周期元素从硒到镍容易与碳反应生成相应的碳 化物，对金刚石有较强的腐蚀作用。 第五周期元素锆、钼等与碳反应生成碳化物，但对 金刚石没有腐蚀作用。 第六周期元素钽、钨与碳原子发生反应，在较低温 度下不严重侵蚀金刚石表面。
金刚石与石墨的结构
5.2.2 性能
硬度 物质
1GPa=109N/m2
金刚 石
CBN B4C 45
WC
刚玉
黄玉
石英 0.82
Knoop 70
硬度
（GPa）
27.5 18.8 16~20 －
莫氏硬 10 度 6：长石 2：石膏
－
－
－
9
8 3：方解石
7
5：磷灰石 1：滑石
4：萤石
强度
物质
抗压强度 （MPa）
模具：研磨、抛光（硬质合金、陶瓷、耐火材 料、玻璃、宝石、有色金属） 刀具：金属的车、铣、镗、钻，玻璃钢，硬塑 料 钻具：地质、石油、煤田等勘探，采掘 锯切工具：石材、建筑材料、陶瓷、耐火材料 等的切割 拔丝工具：钨、钼、铜、铝、不锈钢等 其它：模具、量具、刀具等的加工，玻璃刀， 医用等
5.3.2 原料
1）. 石墨 碳的三种形式：金刚石、石墨、无定形碳 晶体结构 石墨化程度：高有利于形核，低有利于长 大 导热、导电性能 物理、力学性能：气孔率、强度等
2） 触媒材料
作用：促进金刚石合成（降低温度与压力） 选择原则 结构匹配、低熔点 对非金刚石碳有较高的溶解度和活化能力 分类 单体：Fe、Co、Ni等 二元或多元：Ni-Cr、Ni-Fe、Ni-Mo等
金刚石
8857
WC
3520
B4C
2070
刚玉
2500
钢
1270
热稳定性
温度
993
与介质有关、与杂质有关 周围介质
氧气
状态
开始氧化
1123
1023~1073
空气
铁或铁基合金
开始氧化
溶解于铁
1773~1873
2373
真空和惰性气体
真空和惰性气体
石墨化
全部转变为石墨
性能归纳
1、 化学成份：碳，“C” 2、 晶系：等轴晶体，均质体， 3、 颜色：无色，通常略带黄色，也有蓝、红、紫、褐、绿、黑等色 4、 硬度：10度 5、 相对密度：3.52 6、 光泽：金刚光泽 7、 透明度：透明 8、 折射率：2.42 9、 色散：0.044 10、 发光性：在紫外线光或X光照射后常呈可见荧光和磷光 11、 热导性：钻石是热导性最佳的物质 12、 化学性能：耐酸耐碱，化学性质稳定 13、 在X光照射下呈全穿透性 14、 亲油性和疏水性 15、 经辐射后可改色，金黄、粉红、玫瑰、天蓝、绿色等。
主要产地
在十八世纪之前，印度是世界上最主要的金钢石供应国，后来在一七
二五年巴西发现了大型金矿石矿藏，巴西成了世界上第一大供应国， 印度退居第二位供应国，又经过150年的大量开采，巴西、印度相继出
现矿源枯竭的趋势，这时在非洲南部又发现了大量的金刚石矿，开采
的锋芒转向南部非洲，直至今日非洲的产量一直居世界领先地位，但 从一九八O年，澳大利亚发现大型钻石矿后，澳大利亚的金钢石产量跃
绳锯英文名称：Wire Saw 绳锯定义：利用绳锯木断的原理设计出来的一种对脆硬材料进行切割的一种锯。 绳锯的组成：绳锯驱动、飞轮、导向轮、绳锯链条（金刚石材料制作而成）。
其他名称：绳锯、线锯、金刚石绳锯机、钻石线锯机
绳 锯
金刚石串珠绳锯切割大理石矿--可以提高荒料和矿山的经济价值， 由于其切割面光滑，易于观察荒料质量、花色、条纹和其他特征， 以最佳的方式来观察荒料的质量，方便了矿主与客户共同确定最佳 的切割方向。而且，所出荒料高质量大规格（5-6立方米），可以 满足出口的要求，提高了荒料的价值。
沥 青 等 材 料 。
于 切 割 大 理 石 、 花 岗 石 、 混 凝 土 、 钢 筋 混 凝 土 、
承 受 能 力 强
切 割 安 全 性 好 等 优 点 。 特 别 适 高 用 温
,
激 光 焊 接 金 刚 石 圆 锯 片 具 有 焊 接 强 度 高
,
超厚金刚石圆锯片,也称宽水槽锯片、开槽锯片；主 要用于切割混凝土伸缩缝、宽缝和特殊需加宽的涨缝.
冷压-烧结法
冷压-浸渍法
无压浸渍法
普通热压烧结法
真空热压烧结法
电火花烧结法
金刚石工具的种类
金刚石锯切工具
金刚石钻头
金刚石磨具
金刚石聚晶及复合片
金 刚 石 锯 片
金刚石锯片，主要用于切割花岗岩、大理石、混凝土制品、 沥青道面、玻璃钢、耐火砖等硬脆质非金属材料。
3） 传质介质
作用：传压、密封、保温、绝缘 要求 具备传递压力的流体动力学特征 可压缩性尽量低 热传导性尽量低 导电性尽量低 熔点尽量高，且随压力的增加而增高 具有化学惰性 具有热稳定性
传质介质——叶蜡石
从叶蜡石、食盐、软金属、六方氮化硼、 大理石等中选择了叶蜡石 分子式：Al2O3· SiO2· H2O 结构：四面体连续层状 传压性、绝缘性、密封性好 结晶水需要去除 去除结晶水的方法：焙烧
目前主要有下述几种学说： 溶剂学说认为所用金属(合金)起着碳的溶剂作用； 催化学说则认为是一种催化剂； 固相转变学说则强调石墨晶体无需断键解体，经过简 单形变就形成金刚石晶体。 但这三种典型学说所提出模型往往同一些主要实验现 象和规律相矛盾。因此,近十年来，出现了溶剂-催化 剂、催化剂-溶剂、熔（溶）剂-触媒（简称为熔媒） 等学说进一步探讨所用金属（合金）的作用。总的说 来，人造金刚石的形成机制目前尚是一个仍在探讨中 的复杂问题。
5.3.3 合成设备
1） 压机（两面顶、六面顶）
2） 顶锤
由硬质合金制成 更高的要求 负荷更大 保持温度与压力的时间更长 所需要的压力更大 措施 采用细的原材料 防止晶粒长大
5.4 金刚石工具
5.4.1 粉末冶金法的优点
能够与复杂的形状相对应，无需加工 可调节胎体成分，使工具具有不同的性能， 胎体出来可选择范围宽 只有粉末冶金法才能使金刚石与金属结合
5.3.1 基本原理
石墨 → 金刚 石
“点石成金”
Δ G=G金刚石 －G石墨<0
金刚石合成
温度与压力不同，碳的状态不同 直接合成法：下限压力为13~15GPa，相当 于13~15个100kg/mm2 间接法（有特殊物质参与）可使温度与压 力降低 外延法
人造金刚石的形成机制
金刚石刻字笔产品采用优质天然金刚石精制 而成,使用它来雕刻文字花纹,具有高效率,质 量好,使用方便等特点. 广泛适用于化工、医 疗、仪器、国防科技等单位.在玻璃、陶瓷等 非金属材料刻花写字,化验品上记数字等.
天然金刚石工具
利用天然金刚石的硬度 及自然尖角来修整砂轮
金刚石砂轮刀
PCD刀具由于其极高的硬度，在
5.3 金刚石的合成
1954年，美国通用电气公司，高温、高压、 金属触媒，合成了金刚石，开创了工业规模 生产人造金刚石磨料的先河，现在年产量在 20吨左右； 不久，杜邦公司利用瞬时爆炸产生的高压和 急剧升温，也获得了几毫米大小的人造金刚 石。 我国：1961年开始研究，63年合成，65年工业 生产 1994年，我国有合成压机4000台，单晶年产 8000万克
花岗岩荒料切割
大理石异形切割串珠绳
花岗岩矿山开采串珠绳
混凝土切割
利用串珠绳进行大荒料切割具有如下特点： 1、可锯切更厚的荒料。 2、锯缝更小，锯切更精确。 3、锯切可靠，可根据石种的不同采用不同的切割工艺。 4、噪音低，环保，绳锯切割较锯片切割噪音更低。
采用特殊的工艺（热压、电火花烧结等） 能够制备出形状复杂、性能优异的制品Leabharlann 改善金刚石与金属结合能力的方法
金刚石表面金属化 真空沉积或等离子体喷涂钛 低温电镀Co、W、P 镀衣金刚石 化学镀铜 电镀镍 热处理使金刚石表面粗化
含硼金刚石
镀镍金刚石
镀铜金刚石
5.4.2 热固结及设备
金刚石的形成
只有在金伯利岩管处才有金刚石矿，金伯利岩管的形成是一种复杂的地球 变化过程的产物，地球由三大部分组成，地球的表面有一层厚厚的地壳， 地球中心有一个结构非常紧密的核心，要地核与地壳中间地幔（俗称岩 浆），地球不是一个整体，而是由六大板块组合而成，必然地，板块与板 块之间岩浆在地壳板块的压力下必然会沿着缝隙上升，如果某处的缝隙在 地球表面，就形成了火山的爆发，而当这种缝隙在地球表面被坚硬的岩石 堵住时，上升的岩浆承受了巨大的压力，在无法冲破岩石的情况下，这股 岩浆也就只能逐渐冷却，最后成为管状的矿体嵌在地壳的缝隙中间，这管 状的矿体由高温的岩浆逐渐冷却的过程中，必然有很长一段时间是处于 1100~1657°C范围内，岩浆处于这种温度范围时，岩浆中的碳分子就被挤 压而形成了金刚石。平均每挖四吨土才能找到一克拉金刚石矿石，富矿的 钻石得盖率是二千万分之一，即使在金伯利岩管的矿体内开采金刚石，尚 且如此之稀少，那么它的价值的昂贵也就能充分理解了。