论文部分内容阅读
[摘 要]随着我国市场经济的不断发展与增强，社会各行各业都有了较大的进步。在经历了长时间的发展后，当前我国超硬材料不管在质量、产量上，还是在品种、应用上，都得到了很大的市场发展空间。我国已经由原本的超硬材料大国迈进了超硬材料强国的行列。随着市场发展需求的不断变动，我国应重视金刚石、立方氮化硼单晶、聚晶/复合片等的发展水平，对其总产量及质量水平加大关注力度，为今后的发展奠定牢固的基礎。
[关键词]超硬材料；市场发展；质量对比；评述；今后发展
中图分类号：F416.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）21-0142-01
1、论述当前我国超硬材料的发展状况
1.1 金刚石单晶
首先从产量角度对金刚石单晶进行论述，目前我国的金刚石产量在世界上已经位居前列，从上个世纪九十年代开始每年的生产量都呈现快速增长的趋势，在全球总金刚石产量中我国已占据百分之九十五左右的比例，在今后的发展中将不断增长。
其次，要说的就是金刚石的粒度及主要用途。金刚石一般根据粒度的不同被分为了不同的类型，如：单晶大颗粒、特粗颗粒、中粗颗粒及细颗粒金刚石等等，首先介绍的是单晶大颗粒，这种类型的金刚石是当前人造金刚石中最大的一种，多采取籽晶法生产，主要目标：一方面可直接切磨后做成金刚石刀具，另一方面可代替部分天然金刚石做宝石用，所以多称其为宝石级金刚石。用它做静态超高压的压砧也是极好的代用品。大尺寸单晶金刚石是高质量的探测器材料，特别适合需要极高探测灵敏度的应用环境。单晶金刚石是粒子、辐射探测器的首选材料。单晶金刚石由于不存在晶界缺陷，透光率高于微米、纳米金刚石膜，在光学窗口等领域有更广泛的应用。特粗颗粒金刚石：一般指1～3mm，目前已经可以用直接合成法获得透明度和晶体形态都相当好的单晶颗粒。粗颗粒金刚石：一般指0.5～1mm的金刚石，这类产品做滚轮是相当好的。中粗颗粒金刚石：一般指30～60#，这类产品在金刚石钻探，特别是石材加工方面发挥了极好的作用。中细粒金刚石：多数指70～120#，是石材、玻璃、陶瓷加工的很好选择，所以促使了这部分粒度的开发。细颗粒金刚石：多数指120～320#，是磁性材料、硬质合金等的加工良好材料，现在为了提高加工精度，不少已攺用。而且有的磨磁性材料的砂轮往往都做得相当大。目前生产工艺水平已经相当好，是达到镜面精度抛光的首选产品，也广泛应用于电子-微电子产业。
最后讲到的则是金刚石的品质。随着时代的不断发展和进步，在当今社会上金刚石已经被广泛运用到多个领域中，但是在实际运用过程中不同的粒度、要求对品质多少会有影响。本文主要围绕作为石材或钻探工具常用到的几种粒度金刚石为例进行详细论述。在我国上世纪末期金刚石的片状触媒合成工艺运行时，金刚石高品质的只可合成到180～200N，而且每个品质按国标都有确定值，不过在市场上不经常用。更高的公斤数只见于标准，很难有产品。而且非常简单，用一项强度指标，金刚石质量就全部包含其中。而新的质量表征必须有颜色、晶形、透明度、杂质含量、TI、TTI、粒度峰值等。
1.2金刚石聚晶与复合片
先前，人们想获取较大颗粒的金刚石，但是又没有理想的方法获取，此时聚晶就产生了。通过对纯天然的金刚石进行考察发现，在大自然中其实有很多与其类似的种类，如：圆粒金刚石、黑色金刚石、巴拉斯型，这就是我们发展金刚石聚晶的基础。在此基础上，又发明了以硬质合金作为衬底的复合片，这样进一步提高了聚晶的适用性。
1.2.1形态与产量
实际上，要想准确评定聚晶形态，就要在了解其实际用途的基础上才能完成，对于聚晶的形态早在上个实际七十年代就有人提出了多层、密集排列等原则性理念，并且得到了广泛的应用，不同形态的聚晶自有专业厂家给予提供模具，使合成者大为省心省力！目前，国外多数都是制作复合片予以应用。而国内是聚晶和复合片同时生产，而且聚晶的生产量远远大于复合片。
1.2.2磨耗比与应用
早前，在对金刚石的磨耗比进行测定时发现，其磨耗比非常的低，但是在经过了创时间的发展之后有了很大的提升，但是由于其可比性不高，所以只当做是参考依据而已。但是聚晶磨耗比也不是越高越好，应该因用途不同而有差异。
1.3 立方氮化硼
与金刚石相比，我国还有另外一种起步较晚的超硬材料，那就是立方氮化硼，该超硬材料由于应用范围不如金刚石的广泛，所以在产量方面与金刚石有很大的差距，现如今在全球的总产量并不多。尽管它还是有着自己独到的特点和优势。结合立方氮化硼的工艺、质量及应用我们作了分类，这应该是代表了国内的水平。（1）黑色低强度立方氮化硼：黑色、单晶体、低强度、易破碎。广泛用于树脂结合剂立方氮化硼系列产品。（2）黑色中等强度立方氮化硼：黑色、中等块状、中等强度、具较高的热稳定性，兼顾了磨削效率和产品寿命，破碎强度和破碎特性较稳定、均衡。广泛用于陶瓷结合剂立方氮化硼系列产品。2 我国超硬材料的发展
在今后的市场发展中，超硬材料将向着更加先进化、针对性、方向性的层面不断前进，同时还应加大对超硬材料制品的推进速度，这些将成为今后市场发展过程中的主要问题。以下是针对超硬材料的发展进行了深入的论述。
首先，对于普通的磨料来讲无法进行再生，但是金刚石有所不同，它属于碳，而碳能够在大自然中不断的循环产生，从而形成一个产物链，属于一项可再生的经济，且能够良性循环，这是普通的原材料无法比的。在对金刚石进行生产时可以不断的重复利用。金刚石具有高的电子、空穴迁移率，高的击穿电压，高的热传导率，掺杂可半导体化，是一种很有希望的高温半导体材料，它的商业价值也将是巨大的。
3、结论
在今后的市场发展过程中，我们要充分重视我国超硬材料的发展状况，从不同的角度对其进行研究和分析。随着时代的不断发展将超硬材料普及到低碳经济、绿色经济发展中，充分利用我国先进的技术，重视新方法的研究等方面阐述了我国超硬材料高速发展的可能性、必然性；我国在高速发展金刚石的今天，不仅是稳定的金刚石大国，同时已经步入世界超硬材料的强国。但是还有很多工作需要去做，我们一定要在全球超硬材料和制品行业都烙上“中国制造”的印证，为我国经济腾飞服务！
参考文献：
[1]王光祖主编，纳米金刚石[M].郑州：郑州大学出版社，2009.
[2]方啸虎等编著.现代超硬材料与制品[M].杭州：浙江大学出版社，2011（待出版）.
[关键词]超硬材料；市场发展；质量对比；评述；今后发展
中图分类号：F416.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）21-0142-01
1、论述当前我国超硬材料的发展状况
1.1 金刚石单晶
首先从产量角度对金刚石单晶进行论述，目前我国的金刚石产量在世界上已经位居前列，从上个世纪九十年代开始每年的生产量都呈现快速增长的趋势，在全球总金刚石产量中我国已占据百分之九十五左右的比例，在今后的发展中将不断增长。
其次，要说的就是金刚石的粒度及主要用途。金刚石一般根据粒度的不同被分为了不同的类型，如：单晶大颗粒、特粗颗粒、中粗颗粒及细颗粒金刚石等等，首先介绍的是单晶大颗粒，这种类型的金刚石是当前人造金刚石中最大的一种，多采取籽晶法生产，主要目标：一方面可直接切磨后做成金刚石刀具，另一方面可代替部分天然金刚石做宝石用，所以多称其为宝石级金刚石。用它做静态超高压的压砧也是极好的代用品。大尺寸单晶金刚石是高质量的探测器材料，特别适合需要极高探测灵敏度的应用环境。单晶金刚石是粒子、辐射探测器的首选材料。单晶金刚石由于不存在晶界缺陷，透光率高于微米、纳米金刚石膜，在光学窗口等领域有更广泛的应用。特粗颗粒金刚石：一般指1～3mm，目前已经可以用直接合成法获得透明度和晶体形态都相当好的单晶颗粒。粗颗粒金刚石：一般指0.5～1mm的金刚石，这类产品做滚轮是相当好的。中粗颗粒金刚石：一般指30～60#，这类产品在金刚石钻探，特别是石材加工方面发挥了极好的作用。中细粒金刚石：多数指70～120#，是石材、玻璃、陶瓷加工的很好选择，所以促使了这部分粒度的开发。细颗粒金刚石：多数指120～320#，是磁性材料、硬质合金等的加工良好材料，现在为了提高加工精度，不少已攺用。而且有的磨磁性材料的砂轮往往都做得相当大。目前生产工艺水平已经相当好，是达到镜面精度抛光的首选产品，也广泛应用于电子-微电子产业。
最后讲到的则是金刚石的品质。随着时代的不断发展和进步，在当今社会上金刚石已经被广泛运用到多个领域中，但是在实际运用过程中不同的粒度、要求对品质多少会有影响。本文主要围绕作为石材或钻探工具常用到的几种粒度金刚石为例进行详细论述。在我国上世纪末期金刚石的片状触媒合成工艺运行时，金刚石高品质的只可合成到180～200N，而且每个品质按国标都有确定值，不过在市场上不经常用。更高的公斤数只见于标准，很难有产品。而且非常简单，用一项强度指标，金刚石质量就全部包含其中。而新的质量表征必须有颜色、晶形、透明度、杂质含量、TI、TTI、粒度峰值等。
1.2金刚石聚晶与复合片
先前，人们想获取较大颗粒的金刚石，但是又没有理想的方法获取，此时聚晶就产生了。通过对纯天然的金刚石进行考察发现，在大自然中其实有很多与其类似的种类，如：圆粒金刚石、黑色金刚石、巴拉斯型，这就是我们发展金刚石聚晶的基础。在此基础上，又发明了以硬质合金作为衬底的复合片，这样进一步提高了聚晶的适用性。
1.2.1形态与产量
实际上，要想准确评定聚晶形态，就要在了解其实际用途的基础上才能完成，对于聚晶的形态早在上个实际七十年代就有人提出了多层、密集排列等原则性理念，并且得到了广泛的应用，不同形态的聚晶自有专业厂家给予提供模具，使合成者大为省心省力！目前，国外多数都是制作复合片予以应用。而国内是聚晶和复合片同时生产，而且聚晶的生产量远远大于复合片。
1.2.2磨耗比与应用
早前，在对金刚石的磨耗比进行测定时发现，其磨耗比非常的低，但是在经过了创时间的发展之后有了很大的提升，但是由于其可比性不高，所以只当做是参考依据而已。但是聚晶磨耗比也不是越高越好，应该因用途不同而有差异。
1.3 立方氮化硼
与金刚石相比，我国还有另外一种起步较晚的超硬材料，那就是立方氮化硼，该超硬材料由于应用范围不如金刚石的广泛，所以在产量方面与金刚石有很大的差距，现如今在全球的总产量并不多。尽管它还是有着自己独到的特点和优势。结合立方氮化硼的工艺、质量及应用我们作了分类，这应该是代表了国内的水平。（1）黑色低强度立方氮化硼：黑色、单晶体、低强度、易破碎。广泛用于树脂结合剂立方氮化硼系列产品。（2）黑色中等强度立方氮化硼：黑色、中等块状、中等强度、具较高的热稳定性，兼顾了磨削效率和产品寿命，破碎强度和破碎特性较稳定、均衡。广泛用于陶瓷结合剂立方氮化硼系列产品。2 我国超硬材料的发展
在今后的市场发展中，超硬材料将向着更加先进化、针对性、方向性的层面不断前进，同时还应加大对超硬材料制品的推进速度，这些将成为今后市场发展过程中的主要问题。以下是针对超硬材料的发展进行了深入的论述。
首先，对于普通的磨料来讲无法进行再生，但是金刚石有所不同，它属于碳，而碳能够在大自然中不断的循环产生，从而形成一个产物链，属于一项可再生的经济，且能够良性循环，这是普通的原材料无法比的。在对金刚石进行生产时可以不断的重复利用。金刚石具有高的电子、空穴迁移率，高的击穿电压，高的热传导率，掺杂可半导体化，是一种很有希望的高温半导体材料，它的商业价值也将是巨大的。
3、结论
在今后的市场发展过程中，我们要充分重视我国超硬材料的发展状况，从不同的角度对其进行研究和分析。随着时代的不断发展将超硬材料普及到低碳经济、绿色经济发展中，充分利用我国先进的技术，重视新方法的研究等方面阐述了我国超硬材料高速发展的可能性、必然性；我国在高速发展金刚石的今天，不仅是稳定的金刚石大国，同时已经步入世界超硬材料的强国。但是还有很多工作需要去做，我们一定要在全球超硬材料和制品行业都烙上“中国制造”的印证，为我国经济腾飞服务！
参考文献：
[1]王光祖主编，纳米金刚石[M].郑州：郑州大学出版社，2009.
[2]方啸虎等编著.现代超硬材料与制品[M].杭州：浙江大学出版社，2011（待出版）.