金剛石微粉是指顆粒度細(xì)于60微米的金剛石顆粒，有單晶金剛石微粉和多晶金剛石微粉兩種類型。

A:單晶金剛石微粉是由人造金剛石單晶磨粒，經(jīng)過粉碎、整形處理，采用特殊的工藝方法生產(chǎn)。

B:多晶金剛石微粉是利用獨(dú)特的定向爆破法由石墨制得，高爆速炸藥定向爆破的沖擊波使金屬飛片加速飛行，撞擊石墨片從而導(dǎo)致石墨轉(zhuǎn)化為多晶金剛石。

金剛石微粉硬度高、耐磨性好，可廣泛用于切削、磨削、鉆探等。是研磨拋光硬質(zhì)合金、陶瓷、寶石、光學(xué)玻璃等高硬度材料的理想原料。金剛石微粉制品是利用金剛石微粉加工制成的工具和構(gòu)件。

金剛石微粉就其粒度而言它屬于微米、亞微米及納米粉體。與粗粒粉體相比，其比表面積和比表面官能團(tuán)明顯增大，因而在生產(chǎn)過程中，顆粒相互之間的作用力大為增加。另外，隨著粒度的細(xì)化，顆粒本身的缺陷減少，強(qiáng)度必然增大。由此可見，金剛石微粉的生產(chǎn)過程存在相當(dāng)大的難度，它不僅僅是顆粒細(xì)化的過程，同時(shí)還伴隨著晶體結(jié)構(gòu)和表面物理化學(xué)性質(zhì)等變化。所以說金剛石微粉的生產(chǎn)工藝是一個(gè)涉及機(jī)械、粉體工程、力學(xué)、物理化學(xué)、現(xiàn)代儀器與測試技術(shù)等多學(xué)科的工程技術(shù)問題。

金剛石微粉生產(chǎn)設(shè)備

金剛石微粉是由粗顆粒單晶金剛石經(jīng)過破碎、分級而得。用球磨機(jī)對金剛石破碎加工來生產(chǎn)金剛石微粉是最常用的方法，球磨破碎法在我國金剛石微粉生產(chǎn)中已使用了許多年，曾經(jīng)取得了較為滿意的效果。但由于存在生產(chǎn)效率低的缺點(diǎn)，目前已被氣流粉碎機(jī)所取代，氣流粉碎機(jī)是以壓縮空氣為工作介質(zhì)，壓縮空氣通過特殊的超音速噴嘴向粉碎室高速噴射，該氣流攜帶物料高速運(yùn)動(dòng)，使物料與物料之間產(chǎn)生強(qiáng)烈碰撞、磨擦與剪切從而達(dá)到粉碎的目的。氣流粉碎機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)是不受機(jī)械線速度的限制，能夠產(chǎn)生很高的氣流速度，特別是超音速氣流粉碎機(jī)能產(chǎn)生數(shù)倍于音速的流速，因而能產(chǎn)生巨大的動(dòng)能，比較容易獲得微米級和亞微米級的超細(xì)粉體。從粉碎原理上說，這種機(jī)型用于金剛石微粉的生產(chǎn)是較有發(fā)展前景的。

金剛石粉體的力度分級工藝

粒度分級是金剛石微粉生產(chǎn)工藝中很重要的一道工序。它涉及金剛石微粉的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，目前國內(nèi)最為廣泛使用的一種金剛石微粉粒度分級法是自然沉降法和離心法相結(jié)合的工藝生產(chǎn)微粉。

自然沉降法是一種直接應(yīng)用斯托克斯定律的分選方法，根據(jù)同一比重的顆粒因粒徑不同在水中沉降速度亦不同的原理，通過控制其沉降高度和沉降時(shí)間來分級粒度，雖然設(shè)備簡單、操作容易、質(zhì)量穩(wěn)定，但生產(chǎn)周期較長、勞動(dòng)效率低下。為此，國內(nèi)外不少廠家研究出自動(dòng)化的分級設(shè)備，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)和變頻控制技術(shù)，設(shè)置有自動(dòng)攪拌、自動(dòng)抽料、自動(dòng)水循環(huán)和計(jì)算機(jī)控制四大系統(tǒng)，全數(shù)字化設(shè)計(jì)，控制精確，節(jié)能省電，具有人工無法比擬的高效率、高可靠性和良好的操控性。比人工分選效率可提高10～20倍，具有自動(dòng)化程度高、分選速度快、分選精度準(zhǔn)、無雜質(zhì)污染、無人為因素干擾、產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定性強(qiáng)、重現(xiàn)性好、工人勞動(dòng)強(qiáng)度小、企業(yè)勞動(dòng)力成本低、一次性投料量大的十大顯著優(yōu)點(diǎn)。符合了微粉產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的方向。

幾種類型金剛石微粉用途簡介

傳統(tǒng)金剛石微粉可分為兩大類，多晶金剛石微粉和單晶金剛石微粉。隨著納米技術(shù)的快速發(fā)展，在原有的兩大類金剛石微粉中又獨(dú)立出了一個(gè)新類型：納米金剛石微粉。它們各自的主要用途請參考下文。

1多晶金剛石微粉

多晶金剛石是在爆炸形成的瞬態(tài)強(qiáng)沖擊波作用下合成的。它是以納米晶構(gòu)成的微米和亞微米級聚晶，聚晶由于各向同性，無解理面，抗沖擊，抗彎強(qiáng)度高，因此它既具有超硬材料的硬度，同時(shí)又兼有納米材料超常的高強(qiáng)度和高韌性。其雙重優(yōu)點(diǎn)構(gòu)成了其獨(dú)一無二的物理性能，在高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)中有重要的應(yīng)用。

用途：主要運(yùn)用于芯片光學(xué)晶體超精細(xì)加工、大型硅片超精拋光、表面改性等領(lǐng)域，球狀聚晶金剛石微粉外觀灰黑色，略呈金屬光澤。

2單晶金剛石微粉

單晶金剛石微粉晶體形狀為規(guī)則、完整的六-八面體，有很高的強(qiáng)度、韌性和很好的熱穩(wěn)定性，抗沖擊能力強(qiáng)。主要用途有：適用于電鍍制品、砂輪、磨輪的制造，用于高檔石材的拋光、雕刻、汽車玻璃、高檔家具、陶瓷、硬質(zhì)合金、磁性材料的加工等。

3納米金剛石微粉

納米金剛石微粉不但具有金剛石的固有特性，而且具有小尺寸效應(yīng)、大比表面積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等，因而展現(xiàn)出納米材料的特性。在爆轟波中合成的這種金剛石具有立方組織結(jié)構(gòu)，晶格常數(shù)為(0.3562+0.0003)nm，晶體密度為3.1g/cm3，比表面積為300m2／g～390m2／g。在不同的化學(xué)處理后，金剛石表面可形成多種不同的官能團(tuán)，這種金剛石晶體具有很高的吸附能力。

納米級金剛石其它用途:

A、配制高級研磨膏和拋光液，用于超精細(xì)加工石英、光學(xué)玻璃、半導(dǎo)體、合金和金屬表面。

B、配制催化劑：納米級金剛石和無定形碳，有很大的比表面積，含有各式各樣的表面官能團(tuán)，活性很強(qiáng)，用其配制催化劑，可提高活性數(shù)據(jù)促進(jìn)有機(jī)化合物的相互作用。

C、制備納米復(fù)合結(jié)構(gòu)材料：把納米級金剛石與納米硅粉、納米陶瓷和各種納米金屬復(fù)合，可制造出新型的納米結(jié)構(gòu)材料，因其獨(dú)特的性能，可制造半導(dǎo)體器件，集成電路元件和微機(jī)零件。

隨著金剛石工具制造業(yè)的日益成熟以及中國經(jīng)濟(jì)的快速增長，我國在金剛石微粉的市場需求也在高速增長。工具制造技術(shù)的進(jìn)步，也對上游的金剛石微粉行業(yè)提出了更高的要求。由于不同結(jié)晶狀態(tài)不同粒型的金剛石微粉各具有其本身的特點(diǎn)，國內(nèi)少數(shù)廠家已經(jīng)能夠根據(jù)金剛石微粉用途不同生產(chǎn)不同類型的金剛石微粉。例如：刀具片（PCD）、樹脂結(jié)合劑磨具、金屬結(jié)合劑制品、研磨膏專用金剛石微粉等等。這是我國金剛石微粉行業(yè)升級調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，向高端專用化發(fā)展，追趕世界先進(jìn)水平的重要步驟。

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