摘要：金剛石是自然界極為稀有的一種礦物。早在公元前三千年就在印度被發(fā)現(xiàn)，是一種富有神秘傳奇色彩的古老晶體。通過(guò)千百年來(lái)的不懈技術(shù)探秘與觀測(cè)， 逐漸地認(rèn)識(shí)到金剛石是一種集力、電、光、熱、聲等眾多特性于一體的，是在迄今已知其它任何材料不可比擬的材料，這正是這些難能可貴的綜合優(yōu)異特性，而使得 它的用途成為材料極致，具有材料王者之風(fēng)范。雖然千萬(wàn)年的時(shí)光已逝去，而堪稱(chēng)為古老的金剛石晶體卻永葆青春，其長(zhǎng)盛不衰，服務(wù)于人類(lèi)社會(huì)無(wú)邊的境地，所以 我們?cè)俳o其一個(gè)“萬(wàn)壽無(wú)疆”之材的美譽(yù)。本文所說(shuō)現(xiàn)代工業(yè)與科技發(fā)展離不開(kāi)金剛石是個(gè)涉及范圍非常寬闊、內(nèi)容非常豐富的話題，由于編幅所限，在此不可能展 開(kāi)來(lái)闡述，所以只是來(lái)了個(gè)點(diǎn)到為止。
　　
　　關(guān)鍵詞：金剛石 現(xiàn)代工業(yè)與科技 離不開(kāi)
　　
　　鉆石(Diamond)，又名金剛石源自希臘Adamds，意指不可征服或不能超越之物。
　　如所周知，材料原分三大類(lèi)，即堅(jiān)硬的陶瓷、導(dǎo)電的金屬及柔軟的塑膠，然而金剛石不屬于傳統(tǒng)材料，它的性質(zhì)超乎尋常以致成為終極的材料之王。
　　金剛石的極端性質(zhì)，具有王者的風(fēng)范，因此它的用途也就成為材料的極致。金剛石不僅在性能上超越傳統(tǒng)材料，在許多的應(yīng)用領(lǐng)域中金剛石更成為唯一的能者(Enabler)。工業(yè)金剛石為各種產(chǎn)業(yè)的尖端材料，是不能替代的另類(lèi)物質(zhì)。
　　表1、 終極材料鉆石的性質(zhì)及應(yīng)用
　　最高聲速—高音喇叭 最大硬度—超級(jí)磨料 最尖利度—手術(shù)刀片
　　最強(qiáng)抗壓—超高壓機(jī) 超半導(dǎo)體—高速晶片 最優(yōu)熱電—太陽(yáng)電池
　　最速傳熱—散子界面 高折射率—光學(xué)透鏡 抗幅射性—粒子偵測(cè)
　　高電阻值—絕緣基材 終極抗蝕—化學(xué)護(hù)膜 負(fù)陰電性—場(chǎng)發(fā)射器
　　低摩阻力—軸承滑面 耐溫度差—高速雷達(dá) 低熱脹率—鉆硅晶圓
　　
　　由上述可見(jiàn)，沒(méi)有任何其它物質(zhì)可這么多優(yōu)點(diǎn)于一身。因此，金剛石終必成為最有用的工業(yè)材料。金剛石材料的應(yīng)用若能普及，將使人類(lèi)物質(zhì)文明達(dá)于 顛峰，進(jìn)入永遠(yuǎn)的“金剛石時(shí)代”。由于沒(méi)有任何物質(zhì)可以取代金剛石，“金剛石時(shí)代”來(lái)臨后將不再替代。隨著人類(lèi)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，每一時(shí)代都發(fā)展出新的材 料。以下是一些較為典型的現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用事例中的點(diǎn)滴。
　　1、高精度與超高精度超硬材料砂帶的研究，現(xiàn)代材料加工總體朝著高精度、高效率和專(zhuān)用的方向發(fā)展，特別是在國(guó)防工業(yè)、集成電路、信息技術(shù) 產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域，精密與超精密磨削加工對(duì)提高產(chǎn)品性能具有很大的作用。目前，精密磨削通常是指加工精度為3～0.3μm和表面粗糙度Ra0.3～0.03μm 的加工技術(shù)，超精密磨削則要求加工精度達(dá)到0.3～0.03μm，粗糙度達(dá)到Ra0.03～0.005μm。由于超硬材料砂帶的基本特性，將其應(yīng)用于精密 與超精密磨削是未來(lái)的主要方向之一，因此，研制精密與超精密磨削專(zhuān)用超硬材料砂帶必然是將來(lái)的主要研究方向;
　　2、隨著現(xiàn)代機(jī)械加工的不斷發(fā)展及各種新型材料的不斷出現(xiàn)，對(duì)加工精度和表面粗糙度的要求越來(lái)越高，相應(yīng)的先進(jìn)磨削技術(shù)和磨具，尤其是涂附 磨具向更高效、高壽命和超精密的方向發(fā)展。超硬材料涂附磨具的研制和使用悄然興起，在涂附磨具中的占有率逐年增加，在汽車(chē)、電子工業(yè)、玻璃、寶石、不銹 鋼、淬火鋼等難加工材料的特殊加工領(lǐng)域中得到了應(yīng)用。國(guó)外在汽車(chē)工業(yè)中，汽車(chē)車(chē)身的拋光和發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、凸輪軸的加工都是用高檔涂附磨具，其中很大比例是超 硬材料涂附磨具。
　　3、CVD金剛石膜材料是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的功能性材料，利用性能優(yōu)異的高質(zhì)量CVD金剛石膜替代天然金剛石制作超精密刀具可以降低生 產(chǎn)成本，打破國(guó)外技術(shù)壟斷，減少?lài)?guó)內(nèi)精密加工領(lǐng)域?qū)?guó)外技術(shù)的依賴(lài)。超精密金剛石刀具用途廣泛，軍事領(lǐng)域可用于航空儀表軸承、雷達(dá)波導(dǎo)管、光學(xué)器件、高能 煙速器等精密儀器的加工。在民用領(lǐng)域，如隱形眼鏡的加工，眼科手術(shù)，人體器官移植，多種新型產(chǎn)品裝飾加工等，是超精密制造中不可缺少的工具。
　　表2 超精密切削加工應(yīng)用領(lǐng)域
　　

　　4、隨著我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，汽車(chē)總量不斷增長(zhǎng)，已經(jīng)成為潤(rùn)滑油的主要消費(fèi)大國(guó)，石油資源消耗在快速增長(zhǎng)，資源總量不斷減少，環(huán)保問(wèn)題日益突 出。為了達(dá)到節(jié)約機(jī)油的要求，加入摩擦改進(jìn)劑可以減少摩擦，降低摩擦阻力，將是改善燃料經(jīng)濟(jì)性的有效途徑。目前，國(guó)內(nèi)汽車(chē)廠商推向的常規(guī)換油期為 5000km，延長(zhǎng)換油期是發(fā)展趨勢(shì)。利用納米金剛石作為減摩抗磨劑研制的發(fā)動(dòng)機(jī)油可使發(fā)生卡咬的負(fù)載提高2.7倍，卡咬時(shí)間延長(zhǎng)50.8倍，同時(shí)油溫降 低16℃，平均節(jié)約燃油高達(dá)11.96%，機(jī)油使用期延長(zhǎng)至15 000km以上[3]。我國(guó)的環(huán)保法規(guī)和發(fā)動(dòng)機(jī)油標(biāo)準(zhǔn)正在與國(guó)際接軌。研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中、低 SAPS(sulphatedash，phosphorous and sulphur)，即低硫酸鹽灰分、磷和硫含量節(jié)能、環(huán)保、長(zhǎng)壽命發(fā)動(dòng)機(jī)油勢(shì)在必行。研發(fā)新的抗磨性能更好的添加劑利取代傳統(tǒng)ZDDP添加劑是降低發(fā)動(dòng)機(jī) 油硫磷的有效途徑。用納米金剛石可以生產(chǎn)中、低SAPS含量節(jié)能、環(huán)保、長(zhǎng)壽命發(fā)動(dòng)機(jī)油，完全符合新型發(fā)動(dòng)機(jī)油的發(fā)展趨勢(shì)
　　5、由于具有厚度薄、精度高、剛性好以及切割鋒利、工件切縫窄、材料損耗少、切割表面質(zhì)量好等特點(diǎn)。因此，高精度超薄片超硬材料切割砂輪 (直徑為50～200mm、孕壓厚度0.1～1.0mm、厚度公差±0.002～0.005mm、平行度或平面度小于0.002～0.005mm，內(nèi)孔精 度為H6，同心度＜0.01mm)在國(guó)際上被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、微電子、光電子、通訊等電子信息領(lǐng)域所屬的有關(guān)行業(yè)。用于貴重半導(dǎo)體材料、磁性材料、超導(dǎo) 材料、脆性材料的精密細(xì)微切割和開(kāi)槽，成為計(jì)算機(jī)硬盤(pán)及軟盤(pán)磁頭、大規(guī)模集成電路、光通訊元器件、移動(dòng)通訊器件制造中不可缺少的必備高檔工具。國(guó)外擁有超 薄片制造技術(shù)的國(guó)家主要是日本、美國(guó)等電子信息技術(shù)領(lǐng)先的發(fā)達(dá)國(guó)家，且技術(shù)處于封鎖壟斷階段。于是，在一定程度制約著我國(guó)電子信息領(lǐng)域產(chǎn)品的快速更新與發(fā) 展，也影響了該領(lǐng)域企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高[4]。
　　6、高精度超薄超硬材料切割砂輪是隨著精密制造行業(yè)，特別是電子元器件向精密、高效、低耗加工方向的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。該類(lèi)砂輪的主要特點(diǎn) 是：精度高，可用于精密加工，減少加工工序，提高生產(chǎn)效率；厚度薄，可用于微細(xì)加工，也有利于節(jié)約貴重材料，減少消耗；剛性好，可保證切割工件的精度；耐 磨性強(qiáng)，可降低生產(chǎn)成本等。隨著IT、IC行業(yè)的快速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)該類(lèi)砂輪的需求與日俱增[4+]。
　　7、進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，大力發(fā)展高效制造技術(shù)及裝備已成為世界各國(guó)的戰(zhàn)略決策。切削加工為制造技術(shù)的主要基礎(chǔ)工藝近年來(lái)也取得了快速的發(fā)展， 相繼出現(xiàn)了高速切削、精密切削、硬切削、干切削、綠色切削等先進(jìn)切削工藝，作為核心之一的金剛石刀具及其切削技術(shù)尤其得到推崇。金剛石切削刀具以其高硬 度、高耐磨性、高傳熱而成為理想的切削刀具，具有高精、高效、長(zhǎng)壽、低耗等優(yōu)點(diǎn)，特別適于有色金屬材料高速精密和自動(dòng)化加工，能以車(chē)、以銑代磨，目前已在 汽車(chē)、航天航空、精密機(jī)械、家電、木材等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。例如，用聚晶金剛石刀具精鏜硅鋁合金材料汽車(chē)活塞銷(xiāo)孔，耐用度達(dá)4萬(wàn)件以上，是原硬質(zhì)合金刀具 的90倍，加工工件表面粗糙度下降80%，同時(shí)減少了換刀輔助時(shí)間，降低了加工成本[5]。
　　8、金屬結(jié)合劑金剛石工具導(dǎo)熱性好、工作壽命長(zhǎng)，是玻璃加工的理想工具。由于玻璃材料本身脆、硬、易碎裂崩邊、非晶態(tài)、軟(融)化溫度低等 特點(diǎn)，對(duì)金剛石工具的要求比較高，需同時(shí)滿足“光潔度(表面粗糙度)、鋒利度(效率)、耐磨度(壽命)”三項(xiàng)指標(biāo)的考核要求。國(guó)外玻璃加工機(jī)械向高智能、 高精度、高剛性(強(qiáng)度)、高速度(效率)、多功能、全自動(dòng)方向發(fā)展。國(guó)內(nèi)的中高檔玻璃加工機(jī)械已逐步推出并形成沖擊國(guó)際市場(chǎng)的能力，國(guó)際市場(chǎng)占有率不斷擴(kuò) 大，為高性能金剛石工具帶來(lái)了日益擴(kuò)大的國(guó)際市場(chǎng)。“讓客戶的機(jī)器的性能發(fā)揮到極致”，是高檔工具的目標(biāo)，也是進(jìn)入國(guó)際高端市場(chǎng)的前提。隨著國(guó)內(nèi)外深加工 機(jī)械的技術(shù)進(jìn)步，玻璃深加工業(yè)的興旺和發(fā)展，金剛石工具將迎來(lái)發(fā)展的良好機(jī)遇，是該類(lèi)工具進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，成為世界“制造中心”的良好契機(jī)[6]。
　　9、2007年，繩鋸技術(shù)在國(guó)內(nèi)大理石和花崗巖開(kāi)采礦山的應(yīng)用發(fā)展迅猛，接近100個(gè)礦山使用，串珠繩鋸粗略估計(jì)2007年產(chǎn)量超過(guò)40萬(wàn) m，產(chǎn)值超億元，出口約占12%～15%。據(jù)國(guó)外客戶反映，我國(guó)金剛石串珠繩鋸質(zhì)量已接近國(guó)際先進(jìn)水平，切割效率高、性能穩(wěn)定、性?xún)r(jià)比高，只是工作壽命略 低，一般比歐洲先進(jìn)國(guó)家低1～2m2/m。我國(guó)石材儲(chǔ)量居世界首位，石材加工能力和出口總量已躍居世界第一。國(guó)內(nèi)外石材市場(chǎng)的需求量和價(jià)格不斷攀升，為超 硬材料工具行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件和難得機(jī)遇。目前我國(guó)處于工業(yè)化中期，超硬材料工具工業(yè)的發(fā)展也要走“科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染 少、人力資源得到充分發(fā)揮”的新型工業(yè)化道路[7]。隨著金剛石繩鋸機(jī)械及金剛石繩鋸切割技術(shù)的快速推廣使用，我國(guó)石材荒料開(kāi)采已進(jìn)入金剛石繩鋸時(shí)代，金 剛石繩鋸制造企業(yè)得到了空前的發(fā)展。
　　10、眾所周知，微波技術(shù)廣泛應(yīng)用于測(cè)量、雷達(dá)、遙控、電視、射電天文學(xué)、微波波譜學(xué)、微波接力通訊、衛(wèi)星通訊、粒子加速器等領(lǐng)域。值得注 意的是，金剛石微波透射窗是目前德國(guó)和日本正在進(jìn)行的核聚變?cè)囼?yàn)的關(guān)鍵部件，也是正在法國(guó)建造的國(guó)際熱核試驗(yàn)反應(yīng)堆的重要部件。金剛石微波透射窗可應(yīng)付超 過(guò)1MW的微波功率，其能力比任何其他材料的透射窗大1倍以上。于是，有可能將引起微波功率電子設(shè)備的大變革[8]。
　　11、目前，大功率半導(dǎo)體器件的應(yīng)用主要是在電力傳輸與分配、機(jī)車(chē)輪船等牽引動(dòng)力、飛機(jī)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)控制、工業(yè)供電與自動(dòng)化等。采用已有的硅 半導(dǎo)體技術(shù)很難做到減小動(dòng)力電子變換器的重量和體積并使他在高溫下工作，關(guān)鍵是耐高溫問(wèn)題。而CVD金剛石半導(dǎo)體就可達(dá)到比硅高得多的溫度下工作。但是， 現(xiàn)有的硅功率半導(dǎo)體器件受到其物理性能與使用經(jīng)濟(jì)性的限制，例如，高頻范圍、斷電狀態(tài)最大電壓容量、最大工作溫度和輻射敏感性等。用CVD金剛石在這種寬 能帶隙材料制造的固體電路器件，具有不同于硅器件的優(yōu)越特性，有可能改善現(xiàn)有電氣設(shè)計(jì)與電路布局，從而影響宇航工業(yè)未來(lái)動(dòng)力電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
　　12、作為一種性能優(yōu)異的玻璃切割刀具，聚晶金剛石制成的刀輪主要用于電子行業(yè)液晶玻璃的高精度、高品質(zhì)的切割，同時(shí)可以切割建筑用，以及 汽車(chē)用玻璃，是普通玻璃刀和硬質(zhì)合金玻璃刀輪的理想替代品。芯棒與刀輪均為聚晶金剛石材料，具有加工精度高、耐磨損、一致性好等優(yōu)點(diǎn)。
　　13、隨著我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)半導(dǎo)體工業(yè)的高速發(fā)展，我國(guó)集成電路(IC)業(yè)高速增長(zhǎng)，為半導(dǎo)體硅材料加工提供了巨大的潛在市場(chǎng)。在半導(dǎo)體加工中 存在多個(gè)環(huán)節(jié)、多個(gè)工序中要使用金剛石工具，如晶錠裁切整圓、晶圓切割、CMP化學(xué)機(jī)械拋光墊的修整、晶圓倒角、背部減薄與切片等。半導(dǎo)體加工用金剛石工 具屬于高精度加工工具，采用超細(xì)金剛石、超薄的切割刃、超高速磨削與鋸切，要求加工精度高，因此制造難度大，技術(shù)門(mén)檻高，目前主要為國(guó)外金剛石制造商所控 制[9]。
　　14、世界各國(guó)高速公路、機(jī)場(chǎng)新建與擴(kuò)建、建筑工程的維修與改造工程量不斷增加，迫切需要安全可靠有效的干切金剛石工具滿足用戶與工程需 要，而激光焊接金剛石工具具有焊接熔深大、焊縫深寬比大，不用焊接填料等特點(diǎn)。而燒結(jié)鋸片，高頻焊接工具已不能適應(yīng)這一要求。故激光焊接金剛石工具獲得迅 速發(fā)展，加之，激光焊接速度快，熱作用區(qū)小，冷卻速度快，激光束易于在空間傳輸。因此，激光焊接另易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與高效高精密生產(chǎn)。
　　15、從上個(gè)世紀(jì)90年代后期至今，各類(lèi)用途的CVD金剛石材料及其相關(guān)工具產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)并在不斷擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，CVD金剛石 應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，多種形式的CVD金剛石產(chǎn)品正逐步從實(shí)驗(yàn)室研究階段向?qū)嶋H應(yīng)用的工業(yè)化。由于CVD金剛石膜材料其獨(dú)特的力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)和聲學(xué)特性， 可以應(yīng)用于目前以至將來(lái)的通訊、電子、微波等領(lǐng)域，所以其應(yīng)用前景和潛在市場(chǎng)極其廣闊，相信CVD金剛石及其工具的應(yīng)用一定會(huì)對(duì)全世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生舉足 輕重的巨大作用[10]。
　　16、高速砂輪還應(yīng)具有良好的耐磨性，常用于高速砂輪的磨料是金剛石和CBN，這兩種超硬磨料具有優(yōu)越的性能，在應(yīng)用范圍上具有互補(bǔ)性。因 此，由它們所制成的超硬磨料砂輪可以應(yīng)用于包括各種高硬、高脆、高強(qiáng)韌性材料在內(nèi)的幾乎全部難加工材料的加工，而且大大推進(jìn)了高速磨削枝術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。 德國(guó)著名磨削專(zhuān)家T.Tawakoli博士將其譽(yù)為“現(xiàn)代磨削技術(shù)的最高峰”。國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)(CIRP)將它定為21世紀(jì)的中心研究方向之一 [11]。
　　17、硅材料生產(chǎn)以及硅晶片生產(chǎn)水平代表著一個(gè)IC制造業(yè)的規(guī)模和工藝水平，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在晶片加工方面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家水 平，晶片及晶片加工設(shè)備多采用進(jìn)口。研究晶片切割技術(shù)有著重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)意義。隨著集成電路產(chǎn)量逐年增加，光刻線條越來(lái)越細(xì)，芯片越來(lái)越薄，對(duì)加工 晶片除幾何精度要求外，對(duì)晶棒的切割殘余應(yīng)力，表面微觀質(zhì)量、亞深層及深層機(jī)械損傷等高技術(shù)要求被列到了重要位置[12]。隨著半導(dǎo)體工業(yè)的飛速發(fā)展，晶 片直徑越來(lái)越大，目前已經(jīng)生產(chǎn)出直徑400mm的晶棒，對(duì)于大直徑(ф≥200mm)和小厚度(厚度≤0.3mm)的晶片加工，內(nèi)圓切割從產(chǎn)量和能力上遠(yuǎn) 遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)要求，尤其是隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，信息技術(shù)(IT)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的滲透，芯片需求量增大，人們開(kāi)始考慮采用更高效率的切割設(shè)備， 線鋸便應(yīng)運(yùn)而生。線鋸所切硅片質(zhì)量更令人滿意，更能提高成品率。此外，線切割還有生產(chǎn)率高，切縫損耗小等優(yōu)點(diǎn)[13]。
　　18、陶瓷結(jié)合劑砂輪已廣泛應(yīng)用于金剛石刀具、立方氮化硼刀具、硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、鐵氧體、鑄鐵、寶石、普通陶瓷及新型工程陶瓷材料的磨 削加工，同時(shí)也可用于鉻淬火鋼軸承滾柱、汽車(chē)與拖拉機(jī)曲軸、液壓泵齒輪頸等精密磨削。因此，陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪在材料的磨削加工領(lǐng)域，具有越來(lái)越明顯的 優(yōu)勢(shì)，在金剛石砂輪中有著良好的前景。
　　19、納米金剛石作為內(nèi)燃機(jī)磨合油的添加劑是新近才出現(xiàn)的。用納米金剛石作添加劑就像在發(fā)動(dòng)機(jī)表面安裝了“超微型軸承”，由此將原來(lái)的滑動(dòng) 摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，使摩擦系數(shù)降低了二十余倍。“滾珠軸承結(jié)構(gòu)膜”不但強(qiáng)度高而且具有“超微型”特性，因此絕不會(huì)堵塞機(jī)油管路，再精密的發(fā)動(dòng)機(jī)也盡可放心 使用。“納米滾珠”所具有每秒幾米的運(yùn)動(dòng)速度，在金屬表面起到維護(hù)作用，防止膠質(zhì)的沉淀，從而提高了潤(rùn)滑油的抗氧化性，可延長(zhǎng)換油周期兩倍以上。
　　20、未來(lái)世界最具發(fā)展?jié)摿χ坏男滦图{米材料中，有一種以金剛石作為表面涂層的納米導(dǎo)管。這種納米導(dǎo)管就像一支市面上常見(jiàn)的雪糕，表面包 裹著20到100nm厚的金剛石材料。這種新型材料在電子學(xué)工業(yè)中制作超薄冷陰極射線顯示器 (Field Emission Display，簡(jiǎn)稱(chēng)FED)，是一種新型自發(fā)光平面顯示器。等離子顯示器(PDP)包括目前市面上的等離子電視機(jī)的顯示器，是靠等離子轟擊熒光屏而產(chǎn)生 圖像的，等離子的產(chǎn)生需要高溫高能，因而工作電壓大，能耗高，制造和使用成本均高，不符合環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)。FED采用冷陰極電子源，具有功耗低，自發(fā)光， 工作環(huán)境溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，工作電壓僅為1kV，這些優(yōu)勢(shì)是等離子顯示器和CTR顯示器所無(wú)法做法的。因此，被認(rèn)為是下一代顯示器中的佼佼者，而金剛石膜 是顯示器中最為核心的冷陰極材料的重要候選者?？赏蔀橄乱淮@示器的明星[14]。
　　21、材料的復(fù)合化是材料發(fā)展的必然趨勢(shì)，復(fù)合鍍層已成為表面工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。例如紡織企業(yè)紡織零部件采用普通鍍鎳工藝，耐磨性不 足，如改用納米金剛石懸浮為添加劑的電鍍復(fù)合鍍工藝，使零部件硬度有明顯提高，耐磨性成倍增加，有良好的耐磨減摩效果，產(chǎn)品使用壽命普遍提高2～3倍 [15]。
　　22、當(dāng)前，世界各國(guó)為了適應(yīng)現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)的需要，提高在軍事對(duì)抗中的實(shí)力，將隱身技術(shù)作為一個(gè)重要的研究對(duì)象，其中隱身材料在隱身技術(shù)中占有重要的地位。用少量納米金剛石懸浮在涂料中，將其涂在飛機(jī)、坦克、導(dǎo)彈、軍艦上，可以起到隱形防腐的作用。
　　23、納米微粒的尺寸一般比生物體內(nèi)的紅細(xì)胞、紅血球小得多，這就為生物學(xué)研究提供了一個(gè)嶄新的研究途徑，即利用納米微粒進(jìn)行細(xì)胞分離、細(xì)胞染色及利用納米微粒制成特殊藥物或新型抗體進(jìn)行局部治療。由于納米金剛石具有良好的兼容特性而在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域大有用武之地。
　　24、精密金剛砂輪是硬脆材料超精密加工不可缺少的重要工具，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，對(duì)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的精密加工工具和工藝技術(shù) 急待突破。因而，精密金剛石砂輪的制造、修整以及針對(duì)不同硬脆材料磨削機(jī)埋的不斷深入研究，是提高我國(guó)半導(dǎo)體、精密工具制造產(chǎn)業(yè)水平的重要途徑[16]。
　　25、西方發(fā)達(dá)國(guó)家從對(duì)人體健康和環(huán)境的目的出發(fā)，已逐漸興起使用超硬材料砂低、砂帶等涂附磨具取代剛玉、碳化硅等普通磨料涂附磨具。超硬材料制作的砂布、砂帶，在使用中不但壽命長(zhǎng)而且粉塵極少，符合對(duì)人體健康和環(huán)境越來(lái)越嚴(yán)的要求[17]。
　　26、油田鉆井格外繁榮，成都百施特金剛石鉆頭公司是我國(guó)PDC鉆頭公司的后起之秀中的佼佼者，該公司的鉆頭在陸地、海洋、國(guó)內(nèi)與國(guó)外石油天 然氣鉆井中均有杰出的表現(xiàn)。例如，中國(guó)石化集團(tuán)在塔里木盆地西部地區(qū)部署的一口重點(diǎn)區(qū)域科探井，位于塔河油田沙雅隆起阿克庫(kù)勒凸起東部寒武系建隆，井深 8000m，2005年4月6日開(kāi)鉆，2006年7月12日完鉆，歷時(shí)462.10天，全井平均機(jī)械鉆速2.6m/h，探深1井是目前亞洲鉆井深度、鉆井 難度最高的超深井鉆井工程[18]。
　　27、木材加工業(yè)是PCD刀具應(yīng)用的重要領(lǐng)域。日前得到廣泛應(yīng)用的人造板材已同傳統(tǒng)木材有了明顯的差異。人工合成的板材在某種意義上是合成 樹(shù)脂的概念，其加工過(guò)程也同傳統(tǒng)意義上的木材不同。人造板材的飛速發(fā)展，特別是中密度纖維板、膠合板、刨花板及復(fù)合地板等人造板材的發(fā)展，更加速了其對(duì)超 硬刀具的需求，從而使金剛石刀具將逐步替代傳統(tǒng)木工刀具。強(qiáng)化復(fù)合地板自上個(gè)世紀(jì)90年代引入我國(guó)以來(lái)，以其耐磨性、防水防潮性、抗腐蝕性、安裝方便等優(yōu) 點(diǎn)，受到用戶的歡迎。但其結(jié)構(gòu)的特殊性決定了加工過(guò)程對(duì)刀具特殊性的要求。其最外層的Al2O3對(duì)硬頂合金刀具的磨損影響很大，利用PCD刀具能有效地解 決這個(gè)技術(shù)難題[19～21]。
　　28、拉絲模是各種金屬線材生產(chǎn)廠家拉制線材的一種非常重要的模具。聚晶金剛石拉絲模具有加工粗糙度低、耐磨性好、各向同性、壽命長(zhǎng)等優(yōu) 點(diǎn)。在拉撥相同直徑銅絲時(shí)，其使用壽命是硬質(zhì)合金模壽命的300～500倍，拉撥鎳絲時(shí)為80～100倍，拉撥鉬絲為50～80倍，拉撥碳鋼時(shí)為 20～60倍。隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，聚晶金剛石線材模具的種類(lèi)也在增多，除了常用的電線電纜拉絲外，還有電機(jī)、電器、變壓器等漆包線模具、集成 電路等精密內(nèi)引線模具(如稀土金絲拉絲模)、不銹鋼、合金鋼模具(如一次性注射針頭拉絲模)等等[22]。
　　29、眾所周知，強(qiáng)度高質(zhì)量輕的結(jié)構(gòu)材料是制造航空器必不可少的重要材料，如以鋁合金或鈦合金為基體的金屬基體復(fù)合材料(MMCs)和碳纖 維增強(qiáng)塑料(CFPs)等等。世界上最大型的客機(jī)—空客A380(Airbus A380)已經(jīng)成功進(jìn)行了洲際試航，該機(jī)采用了多種新一代的高強(qiáng)度輕結(jié)構(gòu)材料，其中CFPs用量占該機(jī)結(jié)構(gòu)重量的22%。采用這種超輕材料可使每一座位的 燃油量減少12%，其獲益與采用傳統(tǒng)鐵類(lèi)或鋁合金相比是難以想象的。空客A380為雙層客艙結(jié)構(gòu)，上層艙的CFP地板承梁須與承載結(jié)構(gòu)的鋁肋連接，起初用 無(wú)鍍覆鉆頭只鉆了90個(gè)孔，后用CCDia Fiberspeed金剛石鍍覆材料加強(qiáng)的鉆頭鉆了500個(gè)孔[23]。新型空客A400M軍用運(yùn)輸機(jī)在制造過(guò)程中其機(jī)翼須鉆出許多個(gè)直徑為10mm的鉚 釘孔以便將機(jī)翼表皮與桁架鉚接，兩者都是用新型碳纖維增強(qiáng)塑料做的。原先使用無(wú)鍍覆鉆頭鉆孔，工件發(fā)生剝離現(xiàn)象，而且達(dá)不到高公差精度的要求。后采用 CVD金剛石鍍覆鉆頭解決了問(wèn)題[24]。
　　30、單晶金剛石在高端技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，目前已研制出世界上最小的超精金剛石切削工具，是采用單晶金剛石制作的。它之所以能進(jìn)行高精度三 維形狀加工和鏡面加工，關(guān)鍵在于十分鋒利且經(jīng)久耐磨的刀刃，刃鋒的平滑度與輪廓精度要求十分嚴(yán)格，刃鋒的平滑度要達(dá)到納米級(jí)，刃尖圓度半徑只有10納米左 右，目前應(yīng)用的微型超精金剛石切削工具，包括微型超精金剛石切削工具如加工求成形隨意曲率超細(xì)槽的方形立銑刀，用于三維表面微凹坑和任意曲率面加工的超精 納微型球形立銑刀，以剃削和快速切削加工直線超細(xì)槽的切削工具[25]，此外還有人造單晶金剛石制作的高壓水力噴射切割裝置的噴射喉管[26]，以及單晶 金剛石制作的微型光學(xué)元件。
　　31、鉆石為真善美的象征，她代表了愛(ài)情、美麗、權(quán)利及財(cái)富。鉆石不盡晶瑩亮麗，而且具有如火(Fire)的光澤，她乃成為最?lèi)偰康膶毷?鉆石的化學(xué)惰性也最高，她不易沾上灰塵，也不會(huì)被酸堿侵蝕，即使長(zhǎng)期保存也能完整如新，因此有寶石之后的美譽(yù)。鉆石對(duì)于大多數(shù)的人來(lái)說(shuō)，代表的不是最有用 的材料，而是最高貴的寶石，具有無(wú)比的魅力。鉆石過(guò)去被認(rèn)為具有許多神秘的功效。將領(lǐng)常上戰(zhàn)場(chǎng)希望獲得保佑，病患也會(huì)以鉆石避邪或醫(yī)療物質(zhì)。1953年好 萊塢影星Marilyn Monroe唱道∶“我們的青春魅力終將消失，唯有那些美麗的鉆石卻永遠(yuǎn)燦爛，鉆石才是女人最好的朋友”。其宣傳效果驚嘆。2000年時(shí)西方人結(jié)婚時(shí) 80%都以鉆石作為定情的信物。1967年De Beers在德國(guó)、日本及巴西也推廣鉆石婚戒，現(xiàn)代的人更把鉆石視為羅曼史(Romance)的象征，以為她可以延續(xù)愛(ài)情或鞏固婚姻。在婚戒市場(chǎng)趨于飽和 后，De Beers更把鉆石的魅力推向周年紀(jì)念物(Eternal Rings for Anniversaries)，例如以之作為男人成就的象征品，2003年De Beers又打未婚婦女的主意，宣傳“Ó右手戒指”，強(qiáng)調(diào)獨(dú)立的單身女性在右手戴鉆石指環(huán)會(huì)有個(gè)人主義(Individuality)的自信[28]。然 而，對(duì)科學(xué)稍有知識(shí)的人都知道鉆石是一種介穩(wěn)定物質(zhì)，鉆石在高溫下燃燒會(huì)如煙逝去，更有甚者，鉆石容易破碎，因此更不足以保證愛(ài)情。但即使如此，全世界每 天都有很多人以鉆石為誓而表明忠貞不移。難怪隨著鉆石結(jié)婚戒指銷(xiāo)售的增加使離婚率也步步高升。這是個(gè)與提高人民生活內(nèi)涵戚戚相關(guān)的話題，更是鉆石的巨大商 機(jī)之處。
　　為了搶占這一商機(jī)，自1999年開(kāi)始，一家美國(guó)公司Gemesis采用俄羅斯和佛羅里達(dá)大學(xué)研制的工藝和裝備生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的寶石級(jí)人造金剛 石，單重為1.5～2.0克拉，大多數(shù)為黃色、褐黃色、綠色和無(wú)色透明。另一家公司Apollo Diamond已研究出以化學(xué)氣相沉積法生產(chǎn)寶石級(jí)人造金剛石。這種方法所生產(chǎn)的寶石級(jí)人造金剛石的純度極高，無(wú)任何瑕疵，難與天然金剛石區(qū)別[29]。
　　展望未來(lái)，大單晶金剛石的生產(chǎn)有可能達(dá)到10至100克拉，在大型切削工具、噴嘴、拉絲模、散熱器等方面將獲得重要用途。高純大單晶金剛石 將可能用于制造電子學(xué)和光學(xué)領(lǐng)域的大型基片。大單晶金剛石制作的砧座可用于新型材料合成與基礎(chǔ)研究的新一代高壓試驗(yàn)裝置。大單晶金剛石還可以制作用于動(dòng)力 壓縮試驗(yàn)的高強(qiáng)度光學(xué)窗、非常環(huán)境中某些裝置的窗孔及研究核聚變能用的構(gòu)件上。
　　最后想用“同一個(gè)絢麗多彩的金剛石世界，同一個(gè)唯妙唯肖的金剛石夢(mèng)想，讓我們用智慧、辛勞來(lái)共同構(gòu)筑金剛石時(shí)代的美好未來(lái)，實(shí)現(xiàn)人類(lèi)對(duì)物質(zhì) 文明追求的最高愿望和目標(biāo)!”來(lái)結(jié)束本文的絮叨!，同仁們奮斗吧!金剛石的時(shí)代曙光正在冉冉升起。僅管這一天我看不到，但我堅(jiān)信這一天一定會(huì)到來(lái)。
　　
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