一  金剛石微粉的定義及分類       

       通常意義上將磨料粒徑小于54微米的研磨、拋光用粉狀物料稱為微粉。使用金剛石作為原料加工成的微粉稱為金剛石微粉。近年來隨著新的(de)應用(yong)領域的(de)不斷擴大(da)，很多金剛石(shi)微粉的(de)粒徑已經遠(yuan)遠(yuan)大(da)于54微米。

       金(jin)剛(gang)石(shi)微(wei)(wei)(wei)(wei)粉(fen)(fen)的(de)種(zhong)(zhong)類(lei)很(hen)多，用低強度(du)的(de)人造金(jin)剛(gang)石(shi)為原材料，經(jing)過破碎、提純(chun)、分級等(deng)工藝生(sheng)產(chan)的(de)金(jin)剛(gang)石(shi)微(wei)(wei)(wei)(wei)粉(fen)(fen)是(shi)最常見的(de)品種(zhong)(zhong)。這類(lei)產(chan)品涵蓋了幾十納米(mi)到幾十微(wei)(wei)(wei)(wei)米(mi)的(de)粒度(du)范圍(wei)，產(chan)品性價比高，目(mu)前(qian)占(zhan)據金(jin)剛(gang)石(shi)微(wei)(wei)(wei)(wei)粉(fen)(fen)的(de)大部分市(shi)(shi)場份額。隨著應用領域的(de)不(bu)斷拓展，根據用途不(bu)同，市(shi)(shi)場上出現了多種(zhong)(zhong)類(lei)別的(de)金(jin)剛(gang)石(shi)微(wei)(wei)(wei)(wei)粉(fen)(fen)。

       1、按照原材料來源不同，可分為天然金剛石微粉和人造金剛石微粉。

       不能用于珠寶首飾加工的低品級天然金剛石，可以經過球磨破碎生產出金剛石微粉，用于工業研磨拋光，如寶石、精密零件等的后期加工。隨著工業的快速發展。研磨拋光領域對金剛石微粉的需求量急劇增加，天然金剛石微粉的產量遠遠滿足不了市場需求。人造金剛石的出現解決了這一問題，它為金剛石微粉提供了充足的原料。人造金剛石微粉在硬、脆材料的磨削方面有著廣泛的應用。作為粉體材料可用于多種天然寶石、人造寶石、玻璃、陶瓷等材料的磨削拋光。制成研磨液、研磨膏可用于半導體材料如硅片、藍寶石晶片等元件的切削和研磨拋光。還可以做成多種制品，如精密砂輪、金剛石復合片(pian)(pian)、精磨片(pian)(pian)、拉絲模等(deng)。可用于地(di)質鉆探、光學玻璃加(jia)工、金屬絲線生產(chan)等(deng)眾多領城(cheng)。

       2、根據原材料金剛石強度高低，可分為高強度金剛石微粉和低強度金剛石微粉。

       前者是采用高(gao)強(qiang)度金剛(gang)(gang)石(shi)為原材(cai)料生產的微(wei)粉。微(wei)粉單顆粒強(qiang)度高(gao)、內部雜質含量低、磁性(xing)低。后者以低強(qiang)度金剛(gang)(gang)石(shi)為原材(cai)料。產品自銳(rui)性(xing)好(hao)。

       3、依據金剛石晶體結構不同可分為單晶金剛石微粉和多晶金剛石微粉(如下圖)。由于單晶金(jin)剛石(shi)微粉(fen)產量大，應用領域廣，行業內一(yi)般將(jiang)金(jin)剛石(shi)微粉(fen)專指單晶金(jin)剛石(shi)微粉(fen)。

▲ 單晶金剛石微粉

▲ 多(duo)晶金剛石(shi)微粉

       單晶(jing)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)微粉(fen)是由靜(jing)壓法人造金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)單晶(jing)磨粒(li)，經過(guo)粉(fen)碎、整形處(chu)理(li)，采用超硬材料特(te)殊的工藝方法生產。其顆粒(li)保留了單晶(jing)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)的單晶(jing)體特(te)性。具有(you)解(jie)理(li)面，受到外(wai)力沖擊的時候優先(xian)沿解(jie)理(li)面碎裂，露出新(xin)的“刃口(kou)”。多(duo)晶(jing)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)微粉(fen)是由直(zhi)徑5~10nm 的金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)晶(jing)粒(li)通過(guo)不飽和(he)(he)鍵結合而成的微米和(he)(he)亞微米多(duo)晶(jing)顆粒(li)，內部各向同(tong)性無解(jie)理(li)面。具有(you)很高的韌性。由于其獨(du)特(te)的結構(gou)性能，常用于半導體材料、精密(mi)陶(tao)瓷等(deng)的研磨和(he)(he)拋光。

       另(ling)外還(huan)有爆(bao)轟法生產(chan)的納米(mi)(mi)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(如下圖)，這類金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)是由負氧(yang)平衡炸藥內部(bu)(bu)多余(yu)的碳原子在適當的爆(bao)轟條件(jian)下合成(cheng)的，由5~20納米(mi)(mi)粒徑的金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)晶(jing)粒組成(cheng)的二次團聚體，粉體外觀一般為灰黑色，納米(mi)(mi)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)具有良好的耐(nai)磨性(xing)(xing)、耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)和(he)導(dao)熱性(xing)(xing)，可用于硬盤(pan)、半導(dao)體等的精密(mi)拋光，可以(yi)作為潤(run)(run)滑油添加劑，顯著提高潤(run)(run)滑油的潤(run)(run)滑性(xing)(xing)能(neng)，減(jian)少磨損，可以(yi)添加到橡(xiang)膠和(he)塑膠中強(qiang)化產(chan)品性(xing)(xing)能(neng)，還(huan)可以(yi)作為優良的功能(neng)材料涂覆(fu)到金(jin)(jin)(jin)屬模具、工(gong)具、部(bu)(bu)件(jian)等表面，增強(qiang)表面硬度、耐(nai)磨性(xing)(xing)、及導(dao)熱性(xing)(xing)能(neng)，延長使用壽(shou)命。

▲ 納(na)米金剛石

       二  金剛石微粉用途

       金(jin)剛石(shi)微粉(fen)廣泛用于機(ji)械、航天、光(guang)(guang)學儀器、玻(bo)璃(li)、陶(tao)瓷(ci)(ci)、電(dian)子、石(shi)油、地質、軍工(gong)工(gong)業部門，是研磨拋(pao)光(guang)(guang)硬(ying)質合金(jin)陶(tao)瓷(ci)(ci)、寶石(shi)、光(guang)(guang)學玻(bo)璃(li)等高硬(ying)材料(liao)的(de)理想材料(liao)。

       多晶金(jin)剛石(shi)微粉(fen)利用良好的韌性，在(zai)研磨拋光(guang)過程中能夠保持(chi)高(gao)磨削力的同時不易產(chan)生劃傷，廣(guang)泛用于光(guang)學晶體、陶瓷(ci)、超硬(ying)合金(jin)等各種硬(ying)質材(cai)料的研磨和拋光(guang)。

 ;      一般0~0.5微(wei)米(mi)金(jin)剛石微(wei)粉至(zhi)6~12微(wei)米(mi)金(jin)剛石微(wei)粉用于拋光(guang)；10~15微(wei)米(mi)至(zhi)22~36微(wei)米(mi)用于研磨；12~22微(wei)米(mi)以粗者(zhe)用于精(jing)磨。

       三 金剛石微粉的生產流程

       金剛(gang)石原料(liao)→粉碎、整形→酸(suan)處理(li)→水洗→超聲波分散處理(li)→粒度分級(ji)→單粒度酸(suan)處理(li)→干燥→粒度檢驗(yan)→稱重、包裝入庫。金剛(gang)石微粉一(yi)般只用(yong)低技術含量的(de)材料(liao)生產(chan)，也就是大家所說的(de)1類(lei)材料(liao)的(de)生產(chan)。還(huan)有一(yi)些定制的(de)要求和特殊(shu)的(de)應用(yong)，會用(yong)到3類(lei)材料(liao)，比如金剛(gang)石線鋸、玻璃鉆等電鍍產(chan)品(pin)。

       四 金剛石微粉的粉碎和成型

       粉(fen)(fen)碎和成型是(shi)金剛石微(wei)粉(fen)(fen)生產的關(guan)鍵環節。以(yi)(yi)前的生產工藝以(yi)(yi)球磨粉(fen)(fen)碎為主，球磨粉(fen)(fen)碎以(yi)(yi)粉(fen)(fen)碎為主，有適度(du)的低速機械沖擊。目(mu)前已被(bei)氣流磨取(qu)代。

       氣(qi)流(liu)研磨(mo)的工作原理:壓(ya)縮空氣(qi)通過噴嘴高速注(zhu)入(ru)研磨(mo)室內，金剛石原料在多股高壓(ya)氣(qi)流(liu)交匯處反復碰(peng)撞、摩擦(ca)、剪(jian)切，然(ran)后被粉(fen)碎。顆粒被高速碰(peng)撞粉(fen)碎，顆粒表(biao)面被摩擦(ca)剪(jian)切粉(fen)碎，成型。

       金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石微(wei)粉(fen)是(shi)當今國際上(shang)一種超硬(ying)精細研磨拋光材料。就其(qi)粒(li)(li)度而言它(ta)屬于微(wei)米、亞微(wei)米及納米粉(fen)體(ti)(ti)。與(yu)(yu)粗粒(li)(li)粉(fen)體(ti)(ti)相(xiang)比(bi)，其(qi)比(bi)表面積和比(bi)表面官能團明顯增大(da)，因而在(zai)生(sheng)產過中，顆(ke)粒(li)(li)相(xiang)互之(zhi)間的作用力大(da)為(wei)增加。另外，隨(sui)(sui)著(zhu)(zhu)粒(li)(li)度的細化，顆(ke)粒(li)(li)本身(shen)的缺陷減少，強度必然(ran)增大(da)。由此可見，金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石微(wei)粉(fen)的生(sheng)產過程(cheng)存在(zai)相(xiang)當大(da)的難度，它(ta)不僅僅是(shi)顆(ke)粒(li)(li)細化的過程(cheng)，同時還伴隨(sui)(sui)著(zhu)(zhu)晶體(ti)(ti)結構和表面物理化學(xue)(xue)性質等變化。所(suo)以說金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石微(wei)粉(fen)的生(sheng)產工(gong)藝是(shi)一個涉(she)及機械(xie)、粉(fen)體(ti)(ti)工(gong)程(cheng)、力學(xue)(xue)、物理化學(xue)(xue)、現代儀器與(yu)(yu)測試技術(shu)等多學(xue)(xue)科的工(gong)程(cheng)技術(shu)問題。

       隨(sui)著尖端(duan)科技和高(gao)(gao)端(duan)制(zhi)(zhi)造業發展的(de)需要(yao)，許多(duo)精密器(qi)件(jian)的(de)表(biao)(biao)面(mian)光(guang)潔度都要(yao)求很(hen)高(gao)(gao)，比如電腦磁盤磁頭光(guang)通(tong)信器(qi)件(jian)、光(guang)學晶體(ti)、半導(dao)體(ti)基片(pian)等器(qi)件(jian)，都需要(yao)精密的(de)拋光(guang)加工，如果表(biao)(biao)面(mian)有任何超(chao)出許可范圍的(de)凸(tu)凹、劃傷或者附著異物(wu)，所設計的(de)精度及性能將得不到保證。總之(zhi)，在我(wo)國行業人員的(de)努(nu)力(li)下，我(wo)國金(jin)剛石微粉(fen)(fen)的(de)制(zhi)(zhi)造水平在逐年提高(gao)(gao)，同(tong)等材(cai)料及設備條(tiao)件(jian)下具有全(quan)世界最高(gao)(gao)的(de)性價比，但(dan)與國際高(gao)(gao)端(duan)微粉(fen)(fen)之(zhi)間還存在一定差距，金(jin)剛石微粉(fen)(fen)的(de)生產還有很(hen)多(duo)新問題需要(yao)同(tong)行們(men)攻克，這也是(shi)我(wo)們(men)今后的(de)發展目標和任務。