纳米金刚石钻头试验研究.pdf

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1、第42卷第6期探矿工程(岩土钻掘工程)Vo1．42No．62015年6月ExplorationEngineering(Rock&SoilDrillingandTunneling)Jun．2015：76—79纳米金刚石钻头试验研究汤凤林，高中友，qHXOTKI4HB．①．，彭莉，蒋国盛，张晓西，卢春华(1．中国地质大学(武汉)，湖北武汉430074；2．无锡钻探工具厂有限公司，江苏无锡214174)摘要：纳米技术(nanoteehnology)是近年来发展起来的一种新技术，许多国家都在研究这种新技术及其应用。俄罗斯研制出了用爆炸法生产纳米金刚石

2、的成套设备。乌克兰生产出了纳米金刚石。乌克兰超硬材料研究所设计出了纳米金刚石钻头，并进行了实验台试验。试验结果表明，纳米金刚石钻头是一种很有前景的破碎岩石工具，可以取得很好的技术经济效益，在地质勘探和采矿工业中应用前景广阔。建议我国加强对纳米金刚石钻头的研究并推广使用。关键词：纳米技术；纳米金刚石；金刚石钻头中图分类号：P634．41文献标识码：A文章编号：1672—7428(2015)06—0076—04ExperimentalResearchonNanodiamondImpregnatedBit／TANGFeng—lin一，GAOShen

3、—you，CHIKHOTKIN，PENGLi，JIANGGuo—sheng，ZHANGXiao—xi，LUChun—hua‘(1．ChinaUniversityofGeosciences．WuhanHubei430074，China；2．WuxiDrillingToolsFactoryCo．，Ltd．，WuxiJiangsu214174，China)．Abstract：Nanotechnologyisanewtechnologydevelopedinrecentyears．Atpresentmanycountriesareresearchin

4、gonthenewtechnologyanditsapplications．EquipmentformanufacturingnanodiamondwithdetonationmethodhasbeendevelopedinRussia．ThenanodiamondhasbeenproducedinUkraine．TheInstituteofSuperhardMaterialsinUkrainehasworkedoutnanodiamondbitanddoneexperimentalworkinlaboratory．Theresultsoft

5、heexperimentalworkshow，thatnanodiamondbitisagoodtoolfordrillingengineering，canobtainexcellentsocialandeconomicresultsandhavegoodfutureingeolog—icalexplorationandminingindustry．Itissuggested，thatnanodiamondbitstudyingandusingarestrengthenedinChina．Keywords：nanotechnology；nan

6、odiamond；diamondbit1概述(0．3562+0．0003)nm，晶体密度为3．1g／cm，比纳米技术是用单个原子、分子制造物质的科学表面积为300—390m／g。经过不同的化学处理后，技术，主要研究结构尺寸在0．1～100nm范围内材金刚石表面可以形成多种不同的官能团，这种金刚料的性质和应用。纳米技术是一门应用科学，是现石晶体具有很高的吸附能力。代科学(混沌物理、量子力学、介观物理学、分子生俄罗斯、美国等国家在开展爆炸合成纳米级金物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道刚石技术及应用开发方面起步较早，已经开发出不显微镜技

7、术、核分析技术)相结合的产物。我国著少的产品，取得了很好的成果。我国在这个领域的名科学家钱学森曾指出，纳米左右和纳米以下的结研究起步较晚，但也取得了一定的成果。构是下一阶段科技发展的一个重点，会是一次技术革命，从而将引起21世纪又一次产业革命。2纳米金刚石纳米材料是20世纪9O年代后期兴起的一种高纳米金刚石(nanodiamond)是利用负氧平衡炸新材料，纳米级金刚石是近几年来用爆炸技术合成药在爆炸(轰)过程中产生的游离碳，控制爆轰时的的一种新材料。它不但具有金刚石的固有特性，而压力和温度，使之转变成5～20D_m粒径的微晶金刚且具有小尺寸效

8、应、大比表面积效应、量子尺寸效应石颗粒。特殊的合成条件使其基本颗粒近球形，表等，因而展现出纳米材料的特性。在爆炸波中合成面具有丰富的功能团，比表面积相对普通金刚石产