秒懂 | 金刚石微粉的应用及其未来发展趋势

粉体网 2019-06-25 09:46:44


一、金刚石微粉是什么?


定义:金刚石微粉是指粒度细于60微米的金刚石颗粒。



分类:传统金刚石微粉可分为两大类,多晶金刚石微粉和单晶金刚石微粉。随着纳米技术的快速发展,在原有的两大类金刚石微粉中又独立出了一个新类型:纳米金刚石微粉。


特点:硬度高、耐磨性好、高韧性、热稳定性好等。


二、金刚石微粉主要有哪些应用?


1、作为磨料

   由于金刚石的研磨能力比立方氮化硼大1.25倍,比碳化硅大2.85~3.57倍,比白刚玉大6.25~7.14倍。所以金刚石微粉作为一种超硬磨料,具有无比优越的研磨能力。主要作为工业上、科学上和医学上各种精密元器件的精磨或抛光加工;树脂粘结工具、金属粘结工具以及电镀工具的制造;作为精细磨料用于模具加工、宝玉石抛光加工、宝石轴承加工制造三方面对应用。


2、作为功能材料

   因其热学性质和电学性质等,成为制造多晶金刚石烧结体的主要原料,如地质、石油钻头,切削工具、拉丝模等。用金刚石微粉混合到热固性树脂聚合物、纤维素、酚醛树脂或者陶瓷片之中,可制成一种具有提高热导率和降低热膨胀性的新材料。


3、制备纳米复合结构材料

   把纳米级金刚石与纳米硅粉、纳米陶瓷和各种纳米金属复合,可制造出新型的纳米结构材料,因其独特的性能,可制造半导体器件,集成电路元件和微机零件等。


三、金刚石微粉的发展趋势


1、粒度分级越来越细,粒级范围越来越窄

   目前许多工业技术部门都要求使用0至4um的金刚石微粉。就4um以细的金刚石微粉而论,1981年制订的美国国家标准ANSIB74.20—1981中规定4um以细的金刚石微粉只有3级::0~1、0~2、2~4。1984年制订的行业标准1DA中规定4um以细的金刚石微粉有5级:0~1/2、0~1、0~2、1~3、2~4。从厂家标准来说,金刚石微粉的粒度较细,且粒度范围较窄。美国G.E.公司是世界上最大的金刚石微粉生产厂家。据估计,它生产的金刚石微粉占世界市场的60%。英国De Bears公司占30%。G.E.公司制订的金刚石微粉标准中,4um以细的共分6级:0~1/2、0~1、0~2、1~2、1~3、2~4。到了1996年,美国kay工业金刚石公司制订的金刚石微粉标准将4um以细的分为17级,而且粒级范围十分窄,可以称得上是目前国际上最先进的水平。


2、具有严密粒度允差的金刚石微粉

   这种金刚石微粉的粒度允差不超过±1um,以2~4um粒度级为例,其粒度分布百分比如下:

   这种金刚石微粉用于至关重要的工业部门,绝对排除由于超规格颗粒引起的技术问题。


3、发展专用型金刚石微粉

不同的金刚石微粉各具有其本身的特点。有一种单晶体颗粒的金刚石微粉,其颗粒为高强度的完整晶体,呈立方八面体形,有多棱切割表面,不容易剥落成无用的(无切削能力的)微细晶粒,与金属粘结剂有极为有效的保持力,在高温条件下有很高的强度和抗破碎和破裂能力,所以用于金属粘结剂的金刚石制品具有锋利的切削作用,并可获得较好的表面光洁度。


另一种金刚石微粉则是以具有脆性为特点,其颗粒形状为不规则的准圆块状,表面粗糙而且凹凸不平,当颗粒承受应力时,其脆性导致颗粒碎裂,从而产生新的尖锐切削点。这种金刚石微粉用于制造树脂粘结剂砂轮等很理想,具有柔和的精磨和抛光作用。


小结

随着金刚石工具制造业的日益成熟以及中国经济的快速增长,我国在金刚石微粉的市场需求也在高速增长。工具制造技术的进步,也对金刚石微粉行业提出了更高的要求。升级调整产品结构,向高端专用化发展,成为金刚石微粉行业将来的发展方向。