金剛石是我(wo)們都非常熟悉的超硬(ying)材料，金剛石(shi)(shi)晶(jing)體有多種不同的類(lei)型，每種類(lei)型都具有不同的特性和應用，在本文中，我(wo)們將梳理一(yi)下金剛石(shi)(shi)晶(jing)體的不同類(lei)型及應用。

       一、金剛石

       金剛(gang)石單晶是原子排(pai)列規律相同，晶格位相一致的(de)晶體，是金剛(gang)石晶體中最常見(jian)的(de)類型，它具有非(fei)常高的(de)硬度和(he)優異的(de)熱導(dao)率等性能。

       1.晶(jing)(jing)(jing)體(ti)結構(gou)：金(jin)剛石單晶(jing)(jing)(jing)是由具有飽(bao)和(he)性和(he)方向(xiang)性的共價鍵(jian)結合起來的晶(jing)(jing)(jing)體(ti)，結晶(jing)(jing)(jing)體(ti)內部的微粒(li)在三(san)維空間呈(cheng)有規律地(di)、同(tong)期(qi)性地(di)排(pai)列，或者說晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的整(zheng)(zheng)體(ti)在三(san)維方向(xiang)上(shang)由同(tong)一(yi)空間格子(zi)構(gou)成，整(zheng)(zheng)個(ge)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)中質(zhi)點(dian)在空間的排(pai)列為長程有序。晶(jing)(jing)(jing)體(ti)結構(gou)均(jun)勻、完整(zheng)(zheng)，具有均(jun)勻的化(hua)學、熱力學性質(zhi)。

       2. 制造方法：在熱力學穩定的(de)高溫高壓(ya)及觸媒參與的(de)條件下合成，國(guo)內基本都采(cai)用六(liu)面頂壓(ya)機(ji)合成。

       3. 物(wu)理(li)性(xing)(xing)質：金剛石單(dan)晶(jing)硬度(du)大、抗(kang)磨損(sun)性(xing)(xing)能好，具有良好的導熱性(xing)(xing)能和耐(nai)高溫性(xing)(xing)能，能夠在高溫高壓(ya)環境下(xia)保持穩定的物(wu)理(li)和化(hua)學性(xing)(xing)質。

       4. 切割性能：金剛石單晶可用于切削工具、磨料、高壓電極及高效(xiao)光學器件等領域。

       二、金剛石多晶

       金剛(gang)(gang)石(shi)(shi)多晶是由(you)很多具有相同排列方式(shi)但位向不一致的(de)(de)小晶粒組成。多晶金剛(gang)(gang)石(shi)(shi)最初的(de)(de)生產發(fa)明是由(you)美國的(de)(de)杜邦公司發(fa)明的(de)(de)。

       1. 晶粒結構：多晶金剛石是由眾多細小的納米級小顆粒聚集而成，經過提純分級等后續處理得到不同粒度范圍的多晶金剛石微粉，粒度(du)一般不(bu)超過10微米(mi)。晶體結(jie)構不(bu)均勻，缺陷嚴重、脆弱，具有尖銳棱角的(de)不(bu)規則(ze)外形。結(jie)構與天然(ran)的(de)Carbonado極為相似(si)。通過不(bu)飽和鍵結(jie)合而成，具有很(hen)好(hao)的(de)韌性。

       2. 制造方法：金剛石多晶（微(wei)粉）是(shi)利用獨特的(de)爆破(po)法由石墨制得，高爆速炸藥定向(xiang)爆破(po)的(de)沖擊波產生高溫(wen)高壓，金屬飛片加速飛行撞擊石墨片從(cong)而導致(zhi)石墨轉化為(wei)多晶金剛石。一般只有幾微(wei)秒的(de)瞬(shun)間，產品多是(shi)5~20納米的(de)細(xi)小(xiao)多晶體(ti)。

       3. 物理性(xing)質(zhi)：金剛石多晶硬度不如單晶高(gao)，但仍具有優(you)異的(de)耐磨性(xing)能和(he)導熱性(xing)能，能夠在高(gao)溫高(gao)壓環境下保(bao)持一定(ding)穩定(ding)性(xing)。

       4. 磨削性(xing)能(neng)：金(jin)剛石多(duo)晶(jing)(jing)的(de)(de)切(qie)(qie)割性(xing)能(neng)不如單(dan)晶(jing)(jing)，但具有獨特的(de)(de)韌性(xing)和自銳(rui)性(xing)，多(duo)晶(jing)(jing)金(jin)剛石具有更(geng)多(duo)的(de)(de)晶(jing)(jing)棱和磨(mo)削(xue)(xue)面(mian)，在(zai)磨(mo)削(xue)(xue)過(guo)程中每(mei)條晶(jing)(jing)棱都具有磨(mo)削(xue)(xue)力，并且粗顆粒在(zai)磨(mo)削(xue)(xue)過(guo)程中會破碎脫落成更(geng)小的(de)(de)顆粒，這樣既(ji)(ji)可以保(bao)持(chi)持(chi)續的(de)(de)磨(mo)削(xue)(xue)力，又(you)避免(mian)尖銳(rui)棱角對工件表面(mian)造成劃傷，既(ji)(ji)保(bao)證了樣品表面(mian)的(de)(de)磨(mo)拋(pao)質量(liang)，又(you)提高了研磨(mo)切(qie)(qie)削(xue)(xue)效率。與單(dan)晶(jing)(jing)金(jin)剛石比起來，更(geng)適合用(yong)來研磨(mo)表面(mian)由(you)不同硬度材料構成的(de)(de)工件。

       因此，多晶金剛石多用于以(yi)下(xia)應用：

       作為精密磨料，多晶金剛石用于藍寶石、磁頭、硬盤、硬質玻璃和晶體、陶瓷以及硬質合金的超精密研磨和拋光，如用于LED藍寶石(shi)的減薄(bo)。

       作為(wei)鍍膜添加劑，多晶金剛石用于金屬模(mo)具(ju)、工具(ju)、部件等的鍍膜，能夠大大提(ti)高(gao)表面耐磨(mo)性、表面硬度、延(yan)長使用壽命。

     ;  用于研(yan)磨，多晶金剛石一般可配制成研(yan)磨液來使(shi)用。

       多晶金剛石也可制作刀具，切割時不容易產生崩裂。

       三、金剛石類多晶

     ;  由(you)于(yu)多晶金(jin)剛石有很大(da)的(de)市(shi)場(chang)需求，就衍(yan)生了類多晶金(jin)剛石產品。類多晶，也就是使用單晶金(jin)剛石做(zuo)原材料(liao)，經過(guo)表面刻蝕處(chu)理形成蜂窩孔(kong)洞結(jie)構，以此達到(dao)類似多晶金(jin)剛石的(de)磨拋效果，所以叫做(zuo)“類多晶”金(jin)剛石。

       類多(duo)晶(jing)金剛(gang)石(shi)(shi)微(wei)粉，是介于單晶(jing)金剛(gang)石(shi)(shi)和多(duo)晶(jing)金剛(gang)石(shi)(shi)之間的新型磨料。由單晶(jing)金剛(gang)石(shi)(shi)微(wei)粉采用特殊工藝加工制成。

       四、金剛石聚晶

       人造(zao)金(jin)剛石(shi)聚晶是(shi)一種把(ba)金(jin)剛石(shi)與(yu)結合劑在(zai)高溫、高壓條件下燒結而成的(de)金(jin)剛石(shi)聚合物，它具(ju)有極(ji)高的(de)耐熱(re)性(xing)和(he)很高的(de)熱(re)穩定性(xing)。廣泛應用于制造(zao)石(shi)油，地(di)質(zhi)鉆(zhan)頭(tou)，鉆(zhan)石(shi)加工(gong)(gong)和(he)機械加工(gong)(gong)工(gong)(gong)具(ju)等。

       五、小 結

       這幾種晶體可從以(yi)下幾方面簡單區別：

       1.生產方法上：單晶金剛石是石墨和觸媒經六面頂壓機合成；多晶金剛石是經過爆炸法合成；制備金剛石多晶相對簡單，成本低，廣泛應用于砂輪、磨(mo)料等領(ling)域(yu)。聚晶(jing)(jing)金剛(gang)石是把單(dan)晶(jing)(jing)金剛(gang)石與結(jie)(jie)合劑在(zai)高(gao)溫(wen)高(gao)壓下燒結(jie)(jie)而成的金剛(gang)石聚合物。

       2.從微觀結構上看：在金剛石的生長過程中會出現很多種晶面，如（100）、（110）、（111）面，若單獨按照某個晶面規律的外延生長，就形成單晶的，若是混合生長的就是多晶。