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1、1997年第3期矿产与地质第11卷1997年6月MINERALRESOURCESANDGEOLOGY总第59期金刚石微粉的用途及其发展趋势谈耀麟(中国有色金属工业总公司矿产地质研究院,桂林541004)摘要金刚石微粉是一种超硬精细磨料,在科学和工业上的应用越来越广泛。由于高新技术发展的需要,金刚石微粉的生产出现一些值得注意的发展趋势。关键词金刚石微粉,用途,发展趋势无论是天然或是人造金刚石微粉都是当今国际上一种超硬精细磨料。随着高新技术的发展,它在各工业部门的应用越来越广泛。在60年代中期以前,苏联
2、在工业中的所用的天然金刚石有70%是用于破碎后制成金刚石微粉、金刚石研磨膏和金刚石工具。自从人造金石投入工业规模生产以后,这部分天然金刚石制品几乎已全被人造金刚石所取代。据统计,到了60年代末,苏联所制造的金刚石工具中,95%是用人造金刚石,只有5%是用天然金刚石。到了90年代,原苏联人造金刚石的年产量约达到一亿克拉。由此可见原苏联人造金刚石发展之迅速和金刚石微粉用量之大。统计资料表明,在80年代初,西方工业发达国家耗用的工业金刚石大约是10000万克拉,其中金刚石微粉的耗用量接近10%,即达到了10
3、00万克拉。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,日益受到各工业发达国家的高度重视。金刚石微粉的研磨能力包括对工件的磨削能力和它本身的耐磨损和抗粉碎能力,取决于其显微硬度、粒度、强度、颗粒形状以及热稳定性和化学稳定性。概括起来说,金刚石微粉作为磨料的应用有三大方面:用于工业上、科学上和医学上各种精密元器件的精磨或抛光加工;用于树脂粘结工具、金属粘结工具以及电镀工具的制造;作
4、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。金刚石微粉除了用作研磨材料之外,另一大用途就是用作功能材料。例如利用其热学性质和电学性质等。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。把金刚石微粉混合到金属片,如镍片或不锈钢片中可制成具有热导率高、热膨胀性低而重量轻的新型片状材料,在电子工业中可做成高密高能器件用于热控制。1996年12月16日收稿。作者简介:谈耀麟,男,1936年生,高级工程师211从金刚石用作研磨材
5、料的形式来说,根据有关资料公布的数字,全世界在工业上消耗的金刚石微粉60%以上是用来制成金刚石研磨膏、金刚石微粉混合物和金刚石微粉研磨液。当前高精研磨加工技术的进步,在零件加工的平面度、平行度、平直度等几何尺寸方面已能获得更精密的公差。研磨加工行业面临的主要问题是要求加工表面无任何细微划痕等缺陷。如何消除这些缺陷,主要取决于四个因素:金刚石微粉粒度的均匀性;金刚石微粉的颗粒形状;混合比例与纯度;载体化学。自90年代中期以后,由于高新工业技术与尖端科学技术发展的需要,金刚石微粉的生产出现以下发展
6、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4m的金刚石微粉。就4m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4m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4m以细的金刚石微粉有5级:0～濎、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
7、国DeBears公司占30%。G.E.公司制订的金刚石微粉标准中,4m以细的共分6级:0～濎、0～1、0～2、1～2、1～3、2～4。而DeBeers公司制订的金刚石微粉标准中,4m以细的分为8级:0～濎、0～1、0～2、濎～1、濐～1濎、1～2、1濎～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4m以细的分为17级:0～濎、0～濎、濎～濎、0～濎、0～1、濎～1、濎～1濎、0～2、濐～2、1～2、濎～2濎、濎～3、1～3、1濎
8、～3、2～3、2～4、3～4,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天然金刚石微粉继续在发展在工业金刚石中,人造金刚石的生产量约占四分之三甚至更多,但在一些部门人造金刚石目前还不能完全取代天然金刚石。DeBeers公司生产的SND金刚石微粉是唯一的天然金刚石微粉,其特点是颗粒形状和粒度十分均匀,具有锋利的切削边棱,最小粒度约为0～0.25m,用这种天然金刚石微粉配制的研磨膏用于抛光加工特硬冶金试样等十分有效。据Kay工业金刚石公司称
