結(jié)合市場發(fā)展需求試析超硬材料的發(fā)展

王和彬

[摘 要]隨著我國市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展與增強，社會各行各業(yè)都有了較大的進步。在經(jīng)歷了長時間的發(fā)展后，當前我國超硬材料不管在質(zhì)量、產(chǎn)量上，還是在品種、應用上，都得到了很大的市場發(fā)展空間。我國已經(jīng)由原本的超硬材料大國邁進了超硬材料強國的行列。隨著市場發(fā)展需求的不斷變動，我國應重視金剛石、立方氮化硼單晶、聚晶/復合片等的發(fā)展水平，對其總產(chǎn)量及質(zhì)量水平加大關(guān)注力度，為今后的發(fā)展奠定牢固的基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]超硬材料；市場發(fā)展；質(zhì)量對比；評述；今后發(fā)展

中圖分類號：F416.7 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）21-0142-01

1、論述當前我國超硬材料的發(fā)展狀況

1.1 金剛石單晶

首先從產(chǎn)量角度對金剛石單晶進行論述，目前我國的金剛石產(chǎn)量在世界上已經(jīng)位居前列，從上個世紀九十年代開始每年的生產(chǎn)量都呈現(xiàn)快速增長的趨勢，在全球總金剛石產(chǎn)量中我國已占據(jù)百分之九十五左右的比例，在今后的發(fā)展中將不斷增長。

其次，要說的就是金剛石的粒度及主要用途。金剛石一般根據(jù)粒度的不同被分為了不同的類型，如：單晶大顆粒、特粗顆粒、中粗顆粒及細顆粒金剛石等等，首先介紹的是單晶大顆粒，這種類型的金剛石是當前人造金剛石中最大的一種，多采取籽晶法生產(chǎn)，主要目標：一方面可直接切磨后做成金剛石刀具，另一方面可代替部分天然金剛石做寶石用，所以多稱其為寶石級金剛石。用它做靜態(tài)超高壓的壓砧也是極好的代用品。大尺寸單晶金剛石是高質(zhì)量的探測器材料，特別適合需要極高探測靈敏度的應用環(huán)境。單晶金剛石是粒子、輻射探測器的首選材料。單晶金剛石由于不存在晶界缺陷，透光率高于微米、納米金剛石膜，在光學窗口等領(lǐng)域有更廣泛的應用。特粗顆粒金剛石：一般指1～3mm，目前已經(jīng)可以用直接合成法獲得透明度和晶體形態(tài)都相當好的單晶顆粒。粗顆粒金剛石：一般指0.5～1mm的金剛石，這類產(chǎn)品做滾輪是相當好的。中粗顆粒金剛石：一般指30～60#，這類產(chǎn)品在金剛石鉆探，特別是石材加工方面發(fā)揮了極好的作用。中細粒金剛石：多數(shù)指70～120#，是石材、玻璃、陶瓷加工的很好選擇，所以促使了這部分粒度的開發(fā)。細顆粒金剛石：多數(shù)指120～320#，是磁性材料、硬質(zhì)合金等的加工良好材料，現(xiàn)在為了提高加工精度，不少已攺用。而且有的磨磁性材料的砂輪往往都做得相當大。目前生產(chǎn)工藝水平已經(jīng)相當好，是達到鏡面精度拋光的首選產(chǎn)品，也廣泛應用于電子-微電子產(chǎn)業(yè)。

最后講到的則是金剛石的品質(zhì)。隨著時代的不斷發(fā)展和進步，在當今社會上金剛石已經(jīng)被廣泛運用到多個領(lǐng)域中，但是在實際運用過程中不同的粒度、要求對品質(zhì)多少會有影響。本文主要圍繞作為石材或鉆探工具常用到的幾種粒度金剛石為例進行詳細論述。在我國上世紀末期金剛石的片狀觸媒合成工藝運行時，金剛石高品質(zhì)的只可合成到180～200N，而且每個品質(zhì)按國標都有確定值，不過在市場上不經(jīng)常用。更高的公斤數(shù)只見于標準，很難有產(chǎn)品。而且非常簡單，用一項強度指標，金剛石質(zhì)量就全部包含其中。而新的質(zhì)量表征必須有顏色、晶形、透明度、雜質(zhì)含量、TI、TTI、粒度峰值等。

1.2金剛石聚晶與復合片

先前，人們想獲取較大顆粒的金剛石，但是又沒有理想的方法獲取，此時聚晶就產(chǎn)生了。通過對純天然的金剛石進行考察發(fā)現(xiàn)，在大自然中其實有很多與其類似的種類，如：圓粒金剛石、黑色金剛石、巴拉斯型，這就是我們發(fā)展金剛石聚晶的基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，又發(fā)明了以硬質(zhì)合金作為襯底的復合片，這樣進一步提高了聚晶的適用性。

1.2.1形態(tài)與產(chǎn)量

實際上，要想準確評定聚晶形態(tài)，就要在了解其實際用途的基礎(chǔ)上才能完成，對于聚晶的形態(tài)早在上個實際七十年代就有人提出了多層、密集排列等原則性理念，并且得到了廣泛的應用，不同形態(tài)的聚晶自有專業(yè)廠家給予提供模具，使合成者大為省心省力！目前，國外多數(shù)都是制作復合片予以應用。而國內(nèi)是聚晶和復合片同時生產(chǎn)，而且聚晶的生產(chǎn)量遠遠大于復合片。

1.2.2磨耗比與應用

早前，在對金剛石的磨耗比進行測定時發(fā)現(xiàn)，其磨耗比非常的低，但是在經(jīng)過了創(chuàng)時間的發(fā)展之后有了很大的提升，但是由于其可比性不高，所以只當做是參考依據(jù)而已。但是聚晶磨耗比也不是越高越好，應該因用途不同而有差異。

1.3 立方氮化硼

與金剛石相比，我國還有另外一種起步較晚的超硬材料，那就是立方氮化硼，該超硬材料由于應用范圍不如金剛石的廣泛，所以在產(chǎn)量方面與金剛石有很大的差距，現(xiàn)如今在全球的總產(chǎn)量并不多。盡管它還是有著自己獨到的特點和優(yōu)勢。結(jié)合立方氮化硼的工藝、質(zhì)量及應用我們作了分類，這應該是代表了國內(nèi)的水平。（1）黑色低強度立方氮化硼：黑色、單晶體、低強度、易破碎。廣泛用于樹脂結(jié)合劑立方氮化硼系列產(chǎn)品。（2）黑色中等強度立方氮化硼：黑色、中等塊狀、中等強度、具較高的熱穩(wěn)定性，兼顧了磨削效率和產(chǎn)品壽命，破碎強度和破碎特性較穩(wěn)定、均衡。廣泛用于陶瓷結(jié)合劑立方氮化硼系列產(chǎn)品。2 我國超硬材料的發(fā)展

在今后的市場發(fā)展中，超硬材料將向著更加先進化、針對性、方向性的層面不斷前進，同時還應加大對超硬材料制品的推進速度，這些將成為今后市場發(fā)展過程中的主要問題。以下是針對超硬材料的發(fā)展進行了深入的論述。

首先，對于普通的磨料來講無法進行再生，但是金剛石有所不同，它屬于碳，而碳能夠在大自然中不斷的循環(huán)產(chǎn)生，從而形成一個產(chǎn)物鏈，屬于一項可再生的經(jīng)濟，且能夠良性循環(huán)，這是普通的原材料無法比的。在對金剛石進行生產(chǎn)時可以不斷的重復利用。金剛石具有高的電子、空穴遷移率，高的擊穿電壓，高的熱傳導率，摻雜可半導體化，是一種很有希望的高溫半導體材料，它的商業(yè)價值也將是巨大的。

3、結(jié)論

在今后的市場發(fā)展過程中，我們要充分重視我國超硬材料的發(fā)展狀況，從不同的角度對其進行研究和分析。隨著時代的不斷發(fā)展將超硬材料普及到低碳經(jīng)濟、綠色經(jīng)濟發(fā)展中，充分利用我國先進的技術(shù)，重視新方法的研究等方面闡述了我國超硬材料高速發(fā)展的可能性、必然性；我國在高速發(fā)展金剛石的今天，不僅是穩(wěn)定的金剛石大國，同時已經(jīng)步入世界超硬材料的強國。但是還有很多工作需要去做，我們一定要在全球超硬材料和制品行業(yè)都烙上“中國制造”的印證，為我國經(jīng)濟騰飛服務(wù)！

參考文獻：

[1]王光祖主編，納米金剛石[M].鄭州：鄭州大學出版社，2009.

[2]方嘯虎等編著.現(xiàn)代超硬材料與制品[M].杭州：浙江大學出版社，2011（待出版）.