突破局限的新型超硬材料

关键词 超硬材料 , 金刚石|2020-06-04 11:28:13|来源 金刚石与磨料磨具工程
摘要 随着社会的发展和科技的进步,突破现有超硬材料的局限,寻找高性能的新型超硬材料已成为一种必然的趋势。编辑部汇总了近期发表在我们杂志上的新型超硬材料的相关文章,推送给广大读者。1、大尺...

随着社会的发展和科技的进步,突破现有超硬材料的局限,寻找高性能的新型超硬材料已成为一种必然的趋势。编辑部汇总了近期发表在我们杂志上的新型超硬材料的相关文章,推送给广大读者。
       1、大尺寸纯相多晶金刚石
       现代机械加工技术的飞速发展,对加工工具的强度、精度和寿命提出了更高的要求。虽然单晶金刚石及其制品以优异的性能在现代制造业中发挥了重要的作用,但单晶金刚石各向异性、易沿(111)晶面解理的特点,导致单晶金刚石工具的断裂韧性不足。而纳米多晶金刚石(nanopolycrystalline diamond,NPD)的硬度高于单晶金刚石且宏观表现为各向同性,被视为新一代超硬材料。
       王海阔等探索了在超高压高温条件下采用直接转化法合成大尺寸多晶金刚石的技术,解决了合成NPD破碎问题,进而开发出大尺寸纳米多晶金刚石的合成工艺。纳米多晶金刚石以硬度更高且各向同性的优异性能,在机械加工领域表现出非常广阔的应用前景。依托相关技术更大尺寸的NPD将很快面世,NPD的应用领域拓展和对纳米多晶金刚石的加工将成为研究的热点。
       王海阔,张相法,位星,等.直接转化法合成大尺寸纯相多晶金刚石 [J]. 金刚石与磨料磨具工程,2018,38(1): 1-6.
WANG Haikuo,ZHANG Xiangfa,WEI Xing,et al. Synthesizing bulk polycrystalline diamond by method of direct phase transition [J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2018, 38(1): 1-6.
       2、新型无黏结剂纳米金刚石聚晶
       传统多晶金刚石聚晶(polycrystalline diamond,PCD)已在机械加工和矿物勘探等领域广泛应用,但其所使用的结合剂或烧结助剂严重弱化PCD性能,限制其应用。新型无黏结剂纳米金刚石聚晶(nano polycrystalline diamond,NPD)具有细小的晶粒尺寸和高强度的金刚石晶粒界面,其性能已全面超越传统的PCD和金刚石单晶,在硬质材料高精加工等领域有巨大的优势和广阔的前景。
       唐虎等介绍了使用不同的碳前驱物在高温高压下制备NPD的方法和技术,其中重点介绍了石墨和碳纳米葱(carbononions)在高温高压下直接转变成NPD的技术,为进一步研究及应用提供了参考。

       唐虎,王明智,康宁,等.纳米金刚石聚晶的合成与性能综述[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2018, 38(1):7-15,27.

TANG Hu, WANG Mingzhi,  KANG Ning, et al. Synthesis and performance of nano-polycrystalline diamond [J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2018, 38(1): 7-15, 27.

       3、新型金刚石复合材料PCBN–dia 
       传统金刚石复合材料在切削、研磨坚硬天然材料或人工建筑材料以及钻进深孔坚硬地层过程中,常出现金刚石复合材料的胎体部分磨耗过快而导致金刚石脱落的现象,使工具失效、使用效率降低。为提高坚硬材料加工效率和深孔坚硬地层的钻进效率,研制一种高性能的胎体材料势在必行。
       刘宝昌等以立方氮化硼为基体,金刚石为填充料,添加适量的黏结剂,在一定条件下制备出一种新型金刚石复合材料PCBN–dia。而 PCBN–dia复合材料具有较高的耐磨性,使金刚石不会过早脱落而导致工具失效,延长了其使用寿命。
刘宝昌,曹鑫,孟庆南,等.PCBN基体孕镶金刚石复合材料的制备与性能研究[J].金刚石与磨料磨具工程,2018, 38(5):21-27.
LIU Baochang,  CAO Xin, MENG Qingnan, et al. Preparation and  property study on PCBN carcass implanted diamond composites [J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2018, 38(5): 21-27.
       4、硼及其协同掺杂金刚石材料

       金刚石半导体拥有宽的电势窗口、低的背景电流和良好的吸附特性等,但用高温高压法生产的金刚石半导体材料成本高、周期长、工艺过程难控制,且在尺寸上难以有较大突破,使得金刚石半导体的优良性能很难在切削刀具、电子及应用化学等领域广泛应用。 
       王志伟等介绍了硼及其协同掺杂金刚石块体材料的研究现状,综述了掺杂对金刚石的形貌、结构及性能的影响,阐明了制备过程中影响掺杂金刚石质量的因素,展望了硼及其协同掺杂金刚石块体材料的应用前景。
       并且研究了硼及其协同掺杂金刚石薄膜的制备方法、结构特点以及微观形貌。研究表明:硼及其协同掺杂金刚石薄膜弥补了高温高压法制备的相应材料尺寸限制,突破了n型半导体研究的瓶颈,可实现多种表面的功能化修饰,构建出多种特殊形貌的薄膜等,而应用在电学、光学、热学等诸多领域。
       王志伟,邹芹,李艳国, 等. 硼及其协同掺杂金刚石块体的研究进展 [J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2019, 39(6):99-106.
WANG Zhiwei,  ZOU Qin, LI Yanguo, et al. Development of boron and its synergistic doped diamond blocks [J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2019, 39(6): 99-106.王志伟,邹芹,李艳国, 等. 硼及其协同掺杂金刚石薄膜的研究 [J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2019, 39(4): 1-8.WANG Zhiwei, ZOU Qin, LI Yanguo, et al. Study on boron and its co-doped diamond films [J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2019, 39(4): 1-8.


  ① 凡本网注明"来源:金刚石刀具网"的所有作品,均为河南远发信息技术有限公司合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明"来源:金刚石刀具网"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
② 凡本网注明"来源:XXX(非金刚石刀具网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
③ 如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在30日内进行。
※ 联系电话:0371-67667020

延伸推荐

总投资14.7亿元!盈芯(南乐)超硬材料项目建成投产

总投资14.7亿元!盈芯(南乐)超硬材料项目建成投产

​6月3日,总投资14.7亿元,位于濮阳市南乐县先进制造业开发区的盈芯(南乐)零碳半导体材料产业园正式建成投产,标志着南乐县超硬材料产业发展迈上新台阶....

日期 2025-06-13   刀具新闻
超硬材料行业将新增 5 家专精特新企业

超硬材料行业将新增 5 家专精特新企业

​近日,河南省工业和信息化厅公示了2025年度第一批河南省专精特新中小企业拟认定名单,其中,超硬材料行业共有弘元超硬材料(河南)有限公司、河南弘博新材料...

日期 2025-06-13   刀具新闻
超硬材料专业有岗,河南工业大学招聘啦

超硬材料专业有岗,河南工业大学招聘啦

近日,河南工业大学发布2025年公开招聘非事业编(人事代理)工作人员公告,公告显示,根据河南工业大学师资队伍建设需要,经研究决定面向社会公开招聘非事业编...

日期 2025-06-13   刀具新闻
河北首台套生产金刚石高端装备在围场下线

河北首台套生产金刚石高端装备在围场下线

​5月30日,我省首台套金刚石微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)高端装备在围场满族蒙古族自治县下线......

日期 2025-06-13   刀具新闻
金刚石产业带扬帆出海!118家会员企业共拓全球市场

金刚石产业带扬帆出海!118家会员企业共拓全球市场

​2025年5月23日,由鄂州市商务局、临空经济区管委会指导,中国(鄂州)跨境电商产业园与我会联合主办的“临空领航·智造出海——鄂州金刚石产业带政策解读...

日期 2025-05-30   刀具新闻
至诚至精 务实前行——对丹阳市黄海超硬材料制品有限公司的考察报道

至诚至精 务实前行——对丹阳市黄海超硬材料制品有限公司的考察报道

每次来到黄海工具,商会副会长、董事长毛明良几乎都在生产一线忙碌奔波,虽然他没有豪华办公室,但公司从行政办公到工厂管理都显得井然有序,别有生机。追朔黄海工...

日期 2025-05-30   刀具新闻
单晶金刚石刀具的“脆弱面”

单晶金刚石刀具的“脆弱面”

​在精密加工领域,单晶金刚石刀具被誉为“超硬材料之王”,其硬度和耐磨性远超传统刀具。然而,看似无坚不摧的金刚石,实际上暗藏着一组“隐形密码”——晶面选择...

日期 2025-05-30   刀具新闻
铸就超硬材料领域的品牌传奇 ZND Jewelry闪耀时尚新光芒

铸就超硬材料领域的品牌传奇 ZND Jewelry闪耀时尚新光芒

​在超硬材料的浩瀚星空中,中南钻石犹如一颗历经岁月洗礼而愈发璀璨的明星,研究其发展历程,其品牌建设之路是一段厚重而波澜壮阔的征程......

日期 2025-05-30   刀具新闻
打破纪录—桂林造金刚石钻头“钻”出世界最长“芯”

打破纪录—桂林造金刚石钻头“钻”出世界最长“芯”

​近日,我国在建海拔最高双曲拱坝——叶巴滩水电站大坝成功取出一根长度38.10米的混凝土芯样,打破了国内外同类坝型大坝取芯长度纪录......

日期 2025-05-30   刀具新闻
多家超硬材料企业入选郑州市先进制造业产业链“链主”企业名单

多家超硬材料企业入选郑州市先进制造业产业链“链主”企业名单

​近日,郑州市工业和信息化局公示“关于拟认定郑州市先进制造业产业链‘链主’企业名单”。郑州华晶金刚石股份有限公司、河南蚂蚁新材料有限公司成功入选第三批“...

日期 2025-05-26   刀具新闻