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超硬材料发展分析
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超硬材料正在向着高质量、多品种、专用化的方向发展。继续向前发展的主要途径有以下几条:

(1)单晶合成———采用不同原料(不同成分和形态的石墨和触媒合金)、不同的高压高温合成设备(两面顶、六面顶)和不同工艺,合成不同的单晶产品。

(2)单晶分选———合成的单晶产品,按照颗粒形状、粒度、堆积密度、杂质含量以及强度、韧度、耐热性等性能指标的不同进行分选,从而分为不同的单晶晶种。

(3)表面镀覆———经过分选的不同品种的单晶,利用化学镀、电镀、真空镀等表面镀覆方法,在其晶粒表面上镀覆不同种类、不同厚度的金属镀层(单金属或合金,单层或多层),使之成为具有不同性能和不同用途的金刚石或立方氮化硼品种。

(4)聚晶制造———利用金刚石单晶粉末或石墨粉以及适当的金属粉和非金属粉等原材料,按照适当的配方,采用相应的工艺方法(高压高温烧结法或直接生长法),制造具有不同的形状、规格、性能和用途的聚晶。例如,常见柱状、块状和复合片状聚晶,分别用来制造地质钻头、拉丝模、石油钻头、切削刀具等各种工具。

(5)薄膜生长———采用在低压条件下的各种气相沉积生长法,制造具有特殊性能和较大尺寸的金刚石薄膜或类金刚石薄膜,从而开辟金刚石制造的新途径和新的应用领域。超硬材料金刚石和立方氨化硼具有广阔的发展前景。前已述及,在磨料磨具领域,出现了A→B、C→D进展的大趋势。

除用作磨具以外,用于非磨削用途的超硬材料占有很大比例,已经达到一半以上。随着高品级金刚石和聚晶烧结体制造技术的日益完善,成本不断降低,金刚石切削刀具、钻探工具、锯切工具等各类工具的应用将日益广泛。超硬材料的耗用量成为工业发展水平的一个重要标志。超硬与超强、超精等新材料、新技术的发展互相适应,互相配合,形成了现代科学技术发展的新潮流。从远景来看还正在上升阶段,尤其是国内,目前尚处于发展前期,方兴未艾。

由于金刚石具有特殊的光学、热学、电磁学性能,它在科学技术上的应用还有很大的潜在可能性。世界上最先研制出金刚石的美国和瑞典的机构,都是通用电气公司,而不是磨料公司,这并非偶然。它们本来就是着眼于金刚石的特殊物理性能,目前仍然继续致力于大单晶金刚石尤其是金刚石薄膜的研究和开发。大单晶和金刚石薄膜被誉为!"世纪的新材料,可以预言,成功地实现产业化,金刚石在现代工业和科学技术上必将放射出新的异彩。


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