单晶金刚石介绍

单晶金刚石的特点

单晶金刚石的制造工艺(1.静压触媒法 2.动压法 3.亚稳态生长法)

单晶金刚石的应用领域(1.机械加工业 2.电子电器工业 3.光学玻璃和宝石加工业 4.钻探和开采工业 5.建筑与建材工业)

中文名称：单晶金刚石

英文名称：monocrystalline diamond

应用学科：机械工程（一级学科）；磨料磨具（二级学科）；磨料（三级学科）

单晶金刚石介绍

金刚石的形态可分为单晶体，连生体和聚晶体。单晶体可进一步分为立方体，八面体，菱形十二面体。下图为人造金刚石的晶体形态，其中以六-八面体形态最为常见。人造金刚石单晶体呈平面状，具有明显的晶棱和顶角。

单晶金刚石的特点

硬度和耐磨性：金刚石是由具有饱和性和方向性的共价键结合起来的晶体，因此它具有极高的硬度和耐磨性，是目前所知自然界中最硬的物质。

单晶金刚石的制造工艺

1.静压触媒法

是指在金刚石热力学稳定的条件下，在恒定的超高压高温和触媒参与的条件下合成金刚石的方法。

2.动压法

动压法主要是爆炸法，爆炸法压力温度条件与不用触媒的静压法相似（压力一般在20Gpa以上），但产生高温高压的方法不同，不是用压机，而是用炸药。

3.亚稳态生长法

亚稳态生长法是在金刚石亚稳态的压力温度条件下的生长方法。这种方法不需要高压，往往是在常压或负压（真空）下进行。

单晶金刚石的应用领域

1.机械加工业

金刚石磨具是磨削硬质合金的特效工具。刃磨硬质合金车刀时，每磨除1g金属需要消耗GC磨料4-15g,而金刚石仅消耗2-4mg。

2.电子电器工业

硬而脆的贵重半导体材料，如硅，锗，砷化镓等，欲制成小片状的半导体器件，需要切割和研磨加工。目前最合适的方法使用金刚石切割锯片加工。用金刚石研磨膏抛光半导体材料，不仅效率高，而且可以达到最高一级表面粗糙度Ra0.006um。

3.光学玻璃和宝石加工业

以前利用碳化硅加工光学玻璃，效率低，劳动条件差。现在已经全部采用金刚石磨具加工，包括下料、套料、切割、磨边以及凸、凹曲面的精磨。

4.钻探和开采工业

在石油、煤炭、冶金、地质勘探等钻探和开采方面，广泛使用金刚石钻头。

5.建筑与建材工业

在大理石、花岗岩、人造铸石、混凝土建筑材料的切割加工和磨削加工方面，广泛使用金刚石工具。