纳米金刚石聚晶的合成与性能综述

唐虎; 王明智; 康宁; 贾光; 焦晓晨; 缑慧阳

doi:10.13394/j.cnki.jgszz.2018.1.0002

纳米金刚石聚晶的合成与性能综述

doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2018.1.0002

唐虎^1,2,
王明智^2, ,,
康宁²,
贾光²,
焦晓晨²,
缑慧阳¹

1. 北京高压科学研究中心, 北京 100094;
2. 燕山大学材料科学与工程学院, 河北秦皇岛 066004

基金项目:

国家自然科学基金（51201148，U1530402）；河北省自然科学基金（E2016203425）；青年千人计划；河北省高等学校科学技术研究项目（ZD2017074）。

详细信息

作者简介:
唐虎,男,1988年生,博士研究生。主要研究方向:碳相关超硬材料和功能材料,以及新材料高压合成。E-mail:tanghu_future@163.com;缑慧阳,男,1977年生,研究员,博士生导师。主要研究方向:高压下材料合成和表征以及计算材料科学。E-mail:huiyang.gou@gmail.com

通讯作者:
王明智,男,1952年生,研究员,博士生导师。主要研究方向:金刚石相关材料、超硬材料与其制品、难熔陶瓷材料。E-mail:wmzw@ysu.edu.cn

中图分类号: TQ164;TG74
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出版历程
- 修回日期: 2018-01-12
- 网络出版日期: 2022-07-07

Synthesis and performance of nano-polycrystalline diamond

1. Center for High Pressure Science & Technology Advanced Research, Beijing 100094, China;
2. School of Materials Science and Engineering, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, Hebei, China

摘要

摘要:
传统多晶金刚石聚晶（polycrystalline diamond，PCD）已在机械加工和矿物勘探等领域广泛应用，但其所使用的结合剂或烧结助剂严重弱化PCD性能，限制其应用。新型无黏结剂纳米金刚石聚晶（nano-polycrystalline diamond，NPD）具有细小的晶粒尺寸和高强度的金刚石晶粒界面，其性能已全面超越传统的PCD和金刚石单晶，在硬质材料高精加工等领域有巨大的优势和广阔的前景。本文概述NPD的合成和性能，并介绍使用不同的碳前驱物在高温高压下制备NPD的方法和技术，其中重点介绍石墨和碳纳米葱（carbon onions）在高温高压下直接转变成NPD的技术，为进一步研究及应用提供参考。
- 纳米金刚石聚晶 /
- 前驱物 /
- 碳纳米葱 /
- 高温高压 /
- 机械性能
Abstract:
Traditional polycrystalline diamond (PCD) has been widely used in the fields of mechanical processing and mineral exploration. However, due to the existence of binders or sintering aids, the deterioration of mechanical properties greatly limits its applications. Nano-polycrystalline diamond (NPD), which is non-adhesive with ultra-fine grain size and strong grain boundary, performs excellent properties superior to those of traditional PCD and single diamond in the field of high precision machining hard materials, etc. Hereby, the synthesis routes and mechanical properties of NPD are reviewed. The method and technology of preparing NPD from different carbon precursors under high temperature and high pressure (HPHT) are introduced. It is focused on the technology of direct converting graphite and carbon onions to NPD, which will provide reference for further research on its synthesis and application.
- nano-polycrystalline diamond /
- precursors /
- carbon onions /
- high temperature and high pressure /
- mechanical properties