纳米金刚石生产和应用取得突破 -- “十一五”我国超硬材料产业创新与发展盘点 -- 中国超硬材料网

纳米金刚石生产和应用取得突破

        纳米材料是20世纪80年代诞生的一种高新科技产品。纳米是1米的十亿分之一,由于纳米材料的颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大,而所具有的小尺寸效应、量子尺寸效应、量子隧道效应和表面效应,从而具有传统材料所不具备的奇异的物理、化学特性,被称之为21世纪的材料。而纳米金刚石不仅保留有金刚石的特性,而且还有对人体无害的良好的生物兼容性;对雷达波、红外紫外光有巨大的透射率和吸收率,优异的冷阴极场发射效应,表面有许多羧基、烃基、羰基等功能团,易于同金属、橡胶、塑料聚合物、织物表面紧密结合等等,从而为纳米金刚石的应用提供技术基础和发展空间,具有十分广阔的应用前景。
        在“十一五”期间我国纳米金刚石的生产和应用取得了突破,发展迅速。目前我国既有爆轰法纳米单晶金刚石,又有爆炸法纳米多晶金刚石。纳米金刚石单晶系利用炸药(TNT)负氧平衡在保护介质环境中爆轰产生的,其晶粒尺寸90%以上为1-16nm;纳米多晶金刚石则采用炸药爆炸过程中压缩石墨而转变为金刚石,一般在50nm左右。因纳米金刚既具有金刚石的硬度高、导热率高、化学稳定性好等特性,又具有纳米材料的特性,而且具有各向同性,无解理面,自锐性好,晶粒近似球形,是高精度、高光洁度加工的理想材料。
        我国于80年代末期就开始对纳米金刚石进行研究,但真正投产、形成生产能力的时间并不长,生产企业较少,主要有河南联合磨料磨具有限公司、大连凯峰超硬材料公司、深圳市金刚源新材料发展有限公司、河源中联纳米科技有限公司等。目前纳米金刚石多作研磨和耐磨材料使用,加工高精度、高光洁度机械另部件。以及用作纳米金刚石复合电镀液镀附工件,提高工件表面硬度和耐磨性,用作润滑油的添加剂取得了良好的效果。而在燃油的添加剂、隐身材料、医疗、催化剂、橡胶和聚合物添加剂、太阳能电池盒贮氢装置、炸药的添加剂(提高炸药的爆炸威力)、电子成像的感光材料、涂料的添加剂等应用尚处于试验研究阶段。