細顆粒人造金剛石主要是指粒度在70/80以細的人造金剛石，主要用于高端磨具，運用于硬質合金、石材、陶瓷等硬質材料的磨削。而超細顆粒金剛石單晶廣泛應用于機械、電子、航天、光學儀器、石油和軍工等領域，尤其是400目以細超細顆粒金剛石在磁頭、光通信器件、激光發射器、特種光學玻璃、半導體基片和航空發動機等高精度的表面拋光磨削(xue)加工領域(yu)具有極大的應用需求(qiu)，具有廣(guang)闊的發展空(kong)間和應用前景。

       隨著(zhu)多晶金(jin)剛石和優(you)(you)質(zhi)(zhi)微(wei)粉的(de)(de)(de)大量應用，人們十分重視優(you)(you)質(zhi)(zhi)細(xi)(xi)顆(ke)金(jin)剛石生(sheng)產(chan)技(ji)術的(de)(de)(de)研究。本(ben)文(wen)將對細(xi)(xi)顆(ke)粒金(jin)剛石制造(zao)用原料的(de)(de)(de)特(te)性(xing)石墨和觸媒粒度與(yu)優(you)(you)質(zhi)(zhi)細(xi)(xi)顆(ke)粒金(jin)剛石的(de)(de)(de)生(sheng)長(chang)關系(xi)，石墨和觸媒配比與(yu)優(you)(you)質(zhi)(zhi)細(xi)(xi)顆(ke)粒金(jin)剛石的(de)(de)(de)產(chan)量與(yu)質(zhi)(zhi)量關系(xi)，以及熱力(li)學條件對優(you)(you)質(zhi)(zhi)細(xi)(xi)顆(ke)粒金(jin)剛石生(sheng)長(chang)的(de)(de)(de)影響(xiang)等問題作(zuo)一(yi)一(yi)概(gai)述。 

       一、原材料的特性

       制造優質細顆粒的金剛石所用的主要原料，包括粉狀石墨和粉狀（或屑狀）合金觸媒。粉狀石墨——碳化硅分解石墨。

粉(fen)(fen)狀(zhuang)觸媒系采用噴粉(fen)(fen)法(fa)制得， 即將(jiang)已熔化的合金在高速氣流(liu)作用下噴入水中(zhong)而分散成粉(fen)(fen)末的，這種方法(fa)的優點是(shi)加工(gong)速度快(kuai)，生產能力大。

       但此法有(you)嚴(yan)重的缺點(dian)：

       （1）高溫(wen)下(xia)的(de)(de)合金(jin)(jin)溶液進人水中不(bu)可(ke)避免(mian)地氧化(hua)(hua)，這(zhe)種表面氧化(hua)(hua)的(de)(de)粉(fen)末不(bu)宜直接作(zuo)用觸媒，因為(wei)它難(nan)于合成出質(zhi)量滿意的(de)(de)金(jin)(jin)剛石來。為(wei)此，粉(fen)末必(bi)須經酸洗(xi)以除去氧化(hua)(hua)層(ceng)，這(zhe)樣不(bu)僅增加(jia)了(le)材料的(de)(de)消耗，惡化(hua)(hua)了(le)工作(zuo)條件，更重要的(de)(de)是酸洗(xi)不(bu)能徹底去除氧化(hua)(hua)層(ceng)。

       （2）噴(pen)粉(fen)法制得的粉(fen)末為圓球(qiu)形，這種(zhong)形狀不易與石墨粉(fen)均勻(yun)混合。

       （3）所(suo)得粒度不集中其粒度組成難以合理地控制。

       為此，出現了(le)一(yi)種機加(jia)工方法，用該(gai)方法生(sheng)產合(he)(he)(he)金粉(fen)(fen)末時，其表(biao)面(mian)(mian)不易氧化，保持了(le)合(he)(he)(he)金的(de)金屬光澤；另外(wai)，該(gai)方法制得(de)的(de)合(he)(he)(he)金粉(fen)(fen)末為一(yi)面(mian)(mian)凹(ao)進、一(yi)面(mian)(mian)凸出的(de)又(you)(you)長(chang)又(you)(you)尖的(de)三角形(xing)， 這(zhe)(zhe)樣的(de)形(xing)狀無疑(yi)有利于(yu)(yu)它與石(shi)墨粉(fen)(fen)的(de)均(jun)(jun)勻混合(he)(he)(he)，這(zhe)(zhe)點已被實踐所證明。這(zhe)(zhe)種形(xing)狀無疑(yi)比球形(xing)有更(geng)大的(de)比表(biao)面(mian)(mian)積(ji)，因而(er)有利于(yu)(yu)金剛石(shi)的(de)生(sheng)長(chang)；這(zhe)(zhe)種方法得(de)到的(de)金剛石(shi)十分均(jun)(jun)勻，因而(er)能夠合(he)(he)(he)理地控制其粒度。

       應當指出，作(zuo)為粉(fen)末觸煤的(de)合金應具有較好的(de)抗氧化(hua)性能(neng)，這是因為粉(fen)末本身比表面(mian)積(ji)大，容易氧化(hua)，而合成金剛石不允(yun)許觸媒氧化(hua)。

       實驗證(zheng)明(ming)，粉(fen)末觸媒中減少Mn的含量能明(ming)顯提高合(he)金(jin)的抗氧化(hua)性(xing)。

       實(shi)踐發現，觸(chu)(chu)媒(mei)越細，則觸(chu)(chu)媒(mei)與石墨粉(fen)(fen)(fen)在一定的(de)(de)壓(ya)力下，在模具(ju)中(zhong)所壓(ya)制成(cheng)的(de)(de)“預(yu)(yu)壓(ya)成(cheng)型(xing)棒”脫模后(hou)越松散，這意味著對相同腔體(ti)而言，越細化的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)末觸(chu)(chu)媒(mei)所允許(xu)的(de)(de)裝料量減(jian)少；裝料量減(jian)少不僅影響觸(chu)(chu)媒(mei)的(de)(de)總表面積，而且影響“預(yu)(yu)壓(ya)成(cheng)棒”在合(he)成(cheng)時的(de)(de)傳壓(ya)性。因此，建議控制粉(fen)(fen)(fen)末觸(chu)(chu)媒(mei)的(de)(de)粒度是在1克產品中(zhong)，應(ying)有(you)2.5~3.5千顆的(de)(de)合(he)金粉(fen)(fen)(fen)末。

       還必須指明的是，用上述觸媒所制得的金剛石一般不感(gan)磁(ci)。

       二、石墨和觸媒粒度與所獲金剛石單產和質量的關系

       1、石墨粒度與金剛石單產和質量的關系

       隨著石(shi)墨粒度變細，所獲金剛石(shi)變小，完(wan)整(zheng)晶體增多，但(dan)其(qi)產量(liang)則有下降。

       2、觸媒粒度與金剛石單產和質量的(de)關系

       所(suo)獲(huo)細顆粒金剛(gang)石單產(chan)和質(zhi)量(liang)均隨觸媒粒度減(jian)小而增加，但達到某一極(ji)值后，產(chan)量(liang)和質(zhi)量(liang)均下降。

       實踐還(huan)表明，觸媒(mei)粒度(du)越(yue)(yue)粗(cu)(cu)，粗(cu)(cu)粒度(du)金(jin)剛石占(zhan)的比例越(yue)(yue)大，且產量(liang)低、質(zhi)量(liang)差。因此，要獲得粒度(du)細(xi)、質(zhi)量(liang)高的金(jin)剛石，須選(xuan)用偏細(xi)粒度(du)的觸媒(mei)。

       三、石墨和觸媒配比與細顆粒金剛石單產、質量的關系

       當石(shi)墨和觸媒的最佳粒度范圍確(que)定后，選擇適(shi)當的配比對于(yu)獲取(qu)高產、優質的細(xi)顆粒金剛石(shi)是重要(yao)的問題。

       四、 熱力學條件對細顆粒金剛石晶體生長的影響

       熱力學條件對金剛石成核、長大的影響問題，無論是對優質粗顆粒金剛石生長，還是對普通磨料級金剛石生(sheng)長，都是必須探討(tao)的內(nei)容；對于用粉狀石墨和(he)粉狀（或屑狀）觸媒生(sheng)長細顆粒(li)金剛石當然也不應例外。為(wei)此就熱力學條件對所獲細顆粒(li)金剛石的規律(lv)進行了探討(tao)證明(ming)，壓力高(gao)質量(liang)(liang)(liang)差，則(ze)產量(liang)(liang)(liang)高(gao)；合成功率高(gao)，質量(liang)(liang)(liang)好則(ze)是隨著功率的增加(jia)而增加(jia)，但達到(dao)某一極值(zhi)后產量(liang)(liang)(liang)下(xia)降。

       五、添加物對成核的影響

       ;有研究表(biao)明，通過添(tian)加微(wei)量元素(su)和納米粒(li)子，調節溫度壓力參數控(kong)制金剛(gang)石(shi)成核數量，優(you)選觸媒材料及(ji)比例控(kong)制金剛(gang)石(shi)生(sheng)長，并改變金剛(gang)石(shi)表(biao)面活(huo)化性能，解決金剛(gang)石(shi)團聚難(nan)題，提(ti)高提(ti)純(chun)效率及(ji)產出(chu)率，最終可生(sheng)產出(chu)涵(han)蓋(gai)粒(li)度35~1μm(400~8000目)超(chao)細顆粒(li)金剛(gang)石(shi)。