單晶金剛石

單晶金剛石的特點是硬度和耐磨性，金剛石是由具有飽和性和方向性的共價鍵結合起來的晶體，因此它具有極高的硬度和耐磨性，是目前所知自然界中最硬的物質。

基本介紹

• 中文名：單晶金剛石
• 外文名：monocrystalline diamond
• 套用學科：機械工程
• 特性：硬度高、極耐磨
• 工業：電子電器工業

單晶金剛石介紹

中文名稱：單晶金剛石

英文名稱：monocrystalline diamond

套用學科：機械工程（一級學科）；磨料磨具（二級學科）；磨料（三級學科）

金剛石的形態可分為單晶體，連生體和聚晶體。單晶體可進一步分為立方體，八面體，菱形十二面體。下圖為人造金剛石的晶體形態，其中以六-八面體形態最為常見。人造金剛石單晶體呈平面狀，具有明顯的晶棱和頂角。

單晶金剛石的製造工藝

靜壓觸媒法

是指在金剛石熱力學穩定的條件下，在恆定的超高壓高溫和觸媒參與的條件下合成金剛石的方法。

動壓法

動壓法主要是爆炸法，爆炸法壓力溫度條件與不用觸媒的靜壓法相似（壓力一般在20Gpa以上），但產生高溫高壓的方法不同，不是用壓機，而是用炸藥。

亞穩態生長法

亞穩態生長法是在金剛石亞穩態的壓力溫度條件下的生長方法。這種方法不需要高壓，往往是在常壓或負壓（真空）下進行。

單晶金剛石的套用領域

機械加工業

金剛石磨具是磨削硬質合金的特效工具。刃磨硬質合金車刀時，每磨除1g金屬需要消耗GC磨料4-15g,而金剛石僅消耗2-4mg。

電子電器工業

硬而脆的貴重半導體材料，如矽，鍺，砷化鎵等，欲製成小片狀的半導體器件，需要切割和研磨加工。目前最合適的方法使用金剛石切割鋸片加工。用金剛石研磨膏拋光半導體材料，不僅效率高，而且可以達到最高一級表面粗糙度Ra0.006um。

光學玻璃和寶石加工業

以前利用碳化矽加工光學玻璃，效率低，勞動條件差。現在已經全部採用金剛石磨具加工，包括下料、套料、切割、磨邊以及凸、凹曲面的精磨。

鑽探和開採工業

在石油、煤炭、冶金、地質勘探等鑽探和開採方面，廣泛使用金剛石鑽頭。

建築與建材工業

在大理石、花崗岩、人造鑄石、混凝土建築材料的切割加工和磨削加工方面，廣泛使用金剛石工具。