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       一  金刚石微粉的定义及分类       

       通常意义上将磨料粒径小于54微米的研磨、抛光用粉状物料称为微粉。使用金刚石作为原料加工成的微粉称为金刚石微粉。近年来随着新的应用领域的不断扩大，很多金刚石微粉的粒径已经远远大于54微米。

       金刚石微粉的种类很多，用低强度的人造金刚石为原材料，经过破碎、提纯、分级等工艺生产的金刚石微粉是最常见的品种。这类产品涵盖了几十纳米到几十微米的粒度范围，产品性价比高，目前占据金刚石微粉的大部分市场份额。随着应用领域的不断拓展，根据用途不同，市场上出现了多种类别的金刚石微粉。

       1、按照原材料来源不同，可分为天然金刚石微粉和人造金刚石微粉。

       不能用于珠宝首饰加工的低品级天然金刚石，可以经过球磨破碎生产出金刚石微粉，用于工业研磨抛光，如宝石、精密零件等的后期加工。随着工业的快速发展。研磨抛光领域对金刚石微粉的需求量急剧增加，天然金刚石微粉的产量远远满足不了市场需求。人造金刚石的出现解决了这一问题，它为金刚石微粉提供了充足的原料。人造金刚石微粉在硬、脆材料的磨削方面有着广泛的应用。作为粉体材料可用于多种天然宝石、人造宝石、玻璃、陶瓷等材料的磨削抛光。制成研磨液、研磨膏可用于半导体材料如硅片、蓝宝石晶片等元件的切削和研磨抛光。还可以做成多种制品，如精密砂轮、金刚石复合片、精磨片、拉丝模等。可用于地质钻探、光学玻璃加工、金属丝线生产等众多领城。

       2、根据原材料金刚石强度高低，可分为高强度金刚石微粉和低强度金刚石微粉。

       前者是采用高强度金刚石为原材料生产的微粉。微粉单颗粒强度高、内部杂质含量低、磁性低。后者以低强度金刚石为原材料。产品自锐性好。

       3、依据金刚石晶体结构不同可分为单晶金刚石微粉和多晶金刚石微粉(如下图)。由于单晶金刚石微粉产量大，应用领域广，行业内一般将金刚石微粉专指单晶金刚石微粉。

▲ 单晶金刚石微粉

▲ 多晶金刚石微粉

       单晶金刚石微粉是由静压法人造金刚石单晶磨粒，经过粉碎、整形处理，采用超硬材料特殊的工艺方法生产。其颗粒保留了单晶金刚石的单晶体特性。具有解理面，受到外力冲击的时候优先沿解理面碎裂，露出新的“刃口”。多晶金刚石微粉是由直径5~10nm 的金刚石晶粒通过不饱和键结合而成的微米和亚微米多晶颗粒，内部各向同性无解理面。具有很高的韧性。由于其独特的结构性能，常用于半导体材料、精密陶瓷等的研磨和抛光。

       另外还有爆轰法生产的纳米金刚石(如下图)，这类金刚石是由负氧平衡炸药内部多余的碳原子在适当的爆轰条件下合成的，由5~20纳米粒径的金刚石晶粒组成的二次团聚体，粉体外观一般为灰黑色，纳米金刚石具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和导热性，可用于硬盘、半导体等的精密抛光，可以作为润滑油添加剂，显著提高润滑油的润滑性能，减少磨损，可以添加到橡胶和塑胶中强化产品性能，还可以作为优良的功能材料涂覆到金属模具、工具、部件等表面，增强表面硬度、耐磨性、及导热性能，延长使用寿命。

▲ 纳米金刚石

       二  金刚石微粉用途

       金刚石微粉广泛用于机械、航天、光学仪器、玻璃、陶瓷、电子、石油、地质、军工工业部门，是研磨抛光硬质合金陶瓷、宝石、光学玻璃等高硬材料的理想材料。

       多晶金刚石微粉利用良好的韧性，在研磨抛光过程中能够保持高磨削力的同时不易产生划伤，广泛用于光学晶体、陶瓷、超硬合金等各种硬质材料的研磨和抛光。

       一般0~0.5微米金刚石微粉至6~12微米金刚石微粉用于抛光；10~15微米至22~36微米用于研磨；12~22微米以粗者用于精磨。

       三 金刚石微粉的生产流程

       金刚石原料→粉碎、整形→酸处理→水洗→超声波分散处理→粒度分级→单粒度酸处理→干燥→粒度检验→称重、包装入库。金刚石微粉一般只用低技术含量的材料生产，也就是大家所说的1类材料的生产。还有一些定制的要求和特殊的应用，会用到3类材料，比如金刚石线锯、玻璃钻等电镀产品。

       四 金刚石微粉的粉碎和成型

       粉碎和成型是金刚石微粉生产的关键环节。以前的生产工艺以球磨粉碎为主，球磨粉碎以粉碎为主，有适度的低速机械冲击。目前已被气流磨取代。

       气流研磨的工作原理:压缩空气通过喷嘴高速注入研磨室内，金刚石原料在多股高压气流交汇处反复碰撞、摩擦、剪切，然后被粉碎。颗粒被高速碰撞粉碎，颗粒表面被摩擦剪切粉碎，成型。

       金刚石微粉是当今国际上一种超硬精细研磨抛光材料。就其粒度而言它属于微米、亚微米及纳米粉体。与粗粒粉体相比，其比表面积和比表面官能团明显增大，因而在生产过中，颗粒相互之间的作用力大为增加。另外，随着粒度的细化，颗粒本身的缺陷减少，强度必然增大。由此可见，金刚石微粉的生产过程存在相当大的难度，它不仅仅是颗粒细化的过程，同时还伴随着晶体结构和表面物理化学性质等变化。所以说金刚石微粉的生产工艺是一个涉及机械、粉体工程、力学、物理化学、现代仪器与测试技术等多学科的工程技术问题。

       随着尖端科技和高端制造业发展的需要，许多精密器件的表面光洁度都要求很高，比如电脑磁盘磁头光通信器件、光学晶体、半导体基片等器件，都需要精密的抛光加工，如果表面有任何超出许可范围的凸凹、划伤或者附着异物，所设计的精度及性能将得不到保证。总之，在我国行业人员的努力下，我国金刚石微粉的制造水平在逐年提高，同等材料及设备条件下具有全世界最高的性价比，但与国际高端微粉之间还存在一定差距，金刚石微粉的生产还有很多新问题需要同行们攻克，这也是我们今后的发展目标和任务。