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本文介绍了利用爆炸法合成的纳米级金刚石及其在磨合油、金属修补剂等方面的应用，同时介绍了国外的应用开发情况。
关键词 纳米级金刚石,爆炸法
Current Situation and Prospect of Nanometer-diamond and Its Series of Products Chen Shengyu Cheng Zengkai (Second Artillery Eng.College 22th Team Xi'an 710025) Abstract Nanometer-diamond synthesized by explosive detonation is introduced in this article,including our applications in wear-in oil ,metal-mending glue,etc.and its applications and development abroad. Key words Nanometer-diamond，Detonation 1
1 前言 纳米技术是九十年代后兴起的一个高新技术,纳米级金刚石由尺寸为纳米级,即十亿分之一米金刚石微粒组成,是近几年来用爆炸技术合成的新材料。它不但具有金刚石的固有特性,而且具有小尺寸效应、大比表面积效应、量子尺寸效应等,因而展现出纳米材料的特性。在爆轰波中合成的这种金刚石具有立方组织结构,晶格常数为(0.3562+0.0003) nm,晶体密度为3.1 g/cm3 ,比表面积为300 m2／g～390 m2／g。在不同的化学处理后,金刚石表面可形成多种不同的官能团,这种金刚石晶体具有很高的吸附能力。
据有关资料介绍,俄、美等国在爆炸合成纳米级金刚石技术及应用开发方面起步较早,已开发出不少产品。我国在该领域的研究虽然起步较晚,但也取得了一定的成果。
2 国外产品研究开发状况 (1)抗磨润滑油
在爆炸容器中,收集到的炸药爆轰产物,是由纳米级金刚石和无定形碳组成的固体,这种纳米级超细微粉有很高的活性,用它调制发动机磨合油和工业润滑剂,可以大大提高耐磨性能。如俄罗斯生产的N—50A润滑剂,就是利用纳米级金刚石微粉作为添加剂。该油品可用于内燃机磨合,使磨合时间缩短50%～90%,同时可提高磨合质量,节省燃料,延长发动机使用寿命。还可用于精密加工机床上的润滑,使用结果表明该油品较普通机床油减少耗油量50％［1］。
(2)提高金属镀层的耐磨性
电镀时,在电解液中加入适量纳米级金刚石微粉,会使电镀金属晶粒尺寸变小,显微硬度增强。根据大量工业实验得出的结果说明,含纳米级金刚石的金属镀层的耐磨性明显提高［1］，见表1～表3。 钻头直径／mm 被加工金属种类 提高倍数(使用效果) 0.8～1.2 玻璃胶布板 2.7～3.3 1.0～2.0 玻璃胶布板 10.0～20.0 1.5～2.5 钢 1.5～1.7 3.5～10.0 钢 2.0 6.0～10.0 不锈钢 1.8～3.0 7.2～8.5 钢 1.5～1.8 10.0 不锈钢 1.9 20.0 铸铁 6.0～8.0 表2 铬金刚石镀层压制模具的实验结果* 压制材料 提高倍数(使用效果) 铁及不锈钢粉末 9～15 无线电工业陶瓷粉末 4～5 塑料粉末 2～3 *与渗氮、渗碳、镀铬强化及采用特殊钢的工具比较,相对寿命。 [1] [2] [3] 下一页 |
