通用机械研究所人造金刚石

金刚石钻头破岩的效果取决于两个因素的相互作用:一个是金刚石和基体，另一个是金刚石和岩石。近三十年来，随着人造 金刚石硬岩钻井技术在国内外的推广，大量工作在生产一线的科研人员和工程技术人员对后一种单颗粒金刚石与岩石的相互作用做了大量深入的研究。而前者金刚石与基体的相互作用及其对钻井效果的影响研究较少。

但由于人造 金刚石的制造工艺，使得人造 金刚石晶体必然存在一些“先天性”缺陷，如气孔、含有催化添加剂的金属溶剂杂质等。第一种缺陷(气孔)会影响金刚石的初期强度，第二种缺陷(含有杂质)在钻头烧结过程中(温度在800℃以上)会影响金刚石的最终强度。这些缺陷对-1金刚石强度的影响可以通过以下途径消除或减弱:(1) 金刚石表面金属化；(2)将原金刚石粉末进行电磁分离；(3)用活性粘合材料制造胎体。

①直接法-1 金刚石或利用瞬时静态超高压高温技术、动态超高压高温技术，或两种技术的混合，将石墨等炭素原料从固态或熔融态直接转化为金刚石，用这种方法得到。(2)熔融介质法-1 金刚石石墨等含碳物质与某些金属(合金)在静态超高压(50-100 KB，即5-10 GPA)和高温(1100 ~ 3000℃)-。

该方法获得的磨粒级人造 金刚石的产量已超过天然金刚石，有待进一步解决的问题是增加粗粒比，提高转化率，提高晶体质量。目前正在实验室用静压熔介质法研究高质量大颗粒单晶金刚石的形成。通过籽晶外延获得重约1克拉的大单晶。对一般测试技术稍加改进后，得到了约2 ~ 4 mm的晶体。大颗粒多晶体金刚石也是用这种方法生长和烧结的，后者已在工业上应用。关键问题是进一步提高这种多晶体的抗压强度、冲击强度、耐磨性和耐热性等综合性能。

钻石提炼自金刚石，是珠宝中的贵族。自然金刚石的形成和发现极其困难。是碳在地球深部亿万年高温高压的特殊条件下的“苦修”。由于地壳的运动，它们从地球深处来到地表，藏在金伯利。金刚石不仅可以加工成价值连城的首饰，在工业上也大有可为。硬度高，耐磨性好，可广泛用于切削、磨削和钻孔。由于其高导热率和良好的电绝缘性，可用作半导体器件的散热板；具有优异的透光性和耐腐蚀性，在电子行业也有广泛的应用。

天然钻石和人造钻石的区别:为了更好的理解，我们先来说说金刚石和钻石。金刚石是天然矿物，是钻石的原石，也就是未加工的矿石。钻石:钻石是指打磨过的金刚石。简单来说，钻石是地球深部在高压高温条件下形成的由碳元素组成的简单晶体。人造钻石:人造钻石是模拟地下2300℃、15万至18万个大气压的高温高压环境制成的。一颗非常小的天然钻石作为种子放在中央，周围是高温的金属液，石墨放在金属液的上层。在这种环境下，石墨中的碳原子会从金属原子排列成钻石，形成新的。

金刚石主要用于首饰和工业用途。宝石级和近宝石级金刚石大部分在首饰中作为宝石使用。部分宝石级和近宝石级金刚石和工业级金刚石用于工业和高科技领域。金刚石具有许多特殊的优异性能:①高导热系数，②低热膨胀系数，③低摩擦系数，④高硬度，⑤在可见光和红外光下的高透明性，⑤高折射率，⑤化学和放射性惰性等。因此广泛应用于工业和科研的特殊领域，如切削工具、磨料、不利环境下的热探头、放射性探测器、压力传感器、荧光增强器、光学窗口、微型机械元件、高密度高能量电子元件等。

金刚石俗称“金刚钻”，也就是我们常说的，是由纯碳构成的矿物，是自然界中最坚硬的物质。自18世纪证实金刚石由纯碳构成后，人们开始研究人造 金刚石，直到20世纪50年代，通过高压研究和高压实验技术的进步，才取得了真正的成功和迅速的发展，/12346.1。