行了比较。试件原始表面划痕深度均为 ，金刚石微粉粒度均为。研磨分钟后表面平整度分 别为和，见图，可见本项目的类球状聚晶金刚石 能够达到更高的平整度。图表明二者磨削效率大致相当。 三菱化学公司用粒度为的类球状聚晶金刚石研磨秒 后，表面平整度可达 图采用类球状纳米聚晶金刚石即图中和公司的聚晶 金刚石加工铁氧体时的磨削效率和表面平整度的对比 本项目的研制专家，是国内爆炸合成金刚石界研究时间最长，同时 具有丰富实践经验的资深专家，在美日等国也有相当影响。 为了对本技术的保密，本技术未申请专利公开，但经北京科之源资 产评估有限责任现。建厂投资大，生产周期长产率低。产品需要经过破碎和整 形才能达到超精细加工需要的粒度和形貌。产品成本高，价格昂贵。本项目技术的创新性 本项目技术是中科院专家在年建立金刚石厂产业化基础上，对激 刚石微粉，自然呈固团球状，不需整形工序。 存在的主要问题 目前国际上生产纳米聚晶金刚石的技术路线主要依照公司 的专利。存在的主要问题为炸药用量大操作笨重在般野外场地 难于实过不饱和键结合成亚微米或微米尺寸的聚晶晶粒。为此中科院 于年创建了中国笫家规模化生产的爆炸合成金刚石厂。每公斤 炸药金刚石产量约克拉，年生产能力为万克拉，产品为 型聚晶金 万大气压高温约度下，合成纳米聚晶金刚石微 粉的技术。该技术由于击波作用的时间极其短暂，相变以瞬时大量形成 纳米尺度的晶核为主，晶核生长对于新相形成的贡献为辅。数以万计的 纳米晶通拉左右。用这种方法生产的金 刚石呈砾石状，需要通过球磨或气流磨做浑圆化处理。 从世纪年代初开始，中科院力学研究所开展了长达年的爆 炸合成金刚石的研究，掌握了以石墨为原料，在激波产生的超高压 出克拉金刚石。其产品 纳米聚晶金刚石粉是国际驰名品牌。售价美元克拉，其中粒度为 的售价高达美元克拉。日本住友公司也采用的专利 生产。上述两家的年产量各为万克势，现未见规模化生产报道。 激波法 年，美国率先用激波法合成出聚晶金刚石微粉，随后 公司等取得了系列专利。年代公司采用环状飞片法生产时， 每次炸药重约吨，每公斤炸药产用时间微秒量级，其晶核之间缺乏 必要的相互成键的时间，因此其颗粒强度又低于激波法合成的纳米聚晶 金刚石。这种金刚石聚集体，在磨削过程中易于破碎成为纳米晶粒，加 工的效率低，性能缺乏优聚集体的粒度约，大于上述的纳米金刚石。 但由于掺入石墨使爆压降低，因而每公斤药量的金刚石产率低于原来的 方法。由于其爆轰的作用时间仅为毫微秒量级，远低于激波合成纳米聚晶金刚石的作法应用，因此不构成对激波合成纳米 聚晶金刚石的竞争。 年代，在爆轰法合成纳米金刚石微粉的技术中出现些新专利， 其原理是不用，而是在或中混入重量比约的石墨， 其合成的金刚石跑道的综合性能以及催化剂载体。非业 内人士常将爆轰法合成纳米单晶金刚石与爆炸法合成纳米聚晶金刚 石二者混淆。由于前者粒度太小仅在纳米范围，所以目前在 半导体材料切割和精加工领域尚无所以及北京理工大学等单位于年代在该专 利技术基础上开展了进步研究。纳米金刚石微粉可用于复合镀以提高 表面抗磨性能，降低摩擦系数，提高工效，延长工件寿命。也可用作掺 加剂提高橡胶树脂，乃至机场爆炸时的负氧反应，其中未氧化的碳原 子凝聚成碳液滴，在爆轰反应的高温高压下转变成颗粒为纳米尺度的金 刚石微粉。该技术为俄罗斯专利。中国科学院兰州化学物理研究所四 川绵阳西南流体物理研究用爆炸法激波法直接生成聚晶金刚石，这是目前国外采用 生产方法，国内只有少部分企业掌握该技术。 爆轰聚合法 用爆轰法合成纳米金刚石微粉，年代始于前苏联科学院有关研究 所。其原理是利用炸药米聚晶金刚石的结构特点，目前国内外有两种途径制备纳米聚晶 金刚石。条是利用静压法或者爆轰法生产纳米金刚石，然后通过高压 和粘合剂作用下聚合生成聚晶金刚石，这是目前国内常用生产方法另 种是利有专业技术人员 人，其中正高级工程师人，副高级工程师人，工程师人，助理 工程师人。 第章技术可行性分析 国内外发展现状 纳米聚晶金刚石是人造金刚石的种，由大量纳米金刚石聚集而成， 按照纳 本企业实施该项目的优势 本企业与中科院相关单位建立了战略合作关系，中科院将派出在应 用激波法制备纳米聚晶金刚石领域研究多年的专家亲自承担项目规 划及指导培训本企业员工。本企业技术力量雄厚，现有 本企业实施该项目的优势 本企业与中科院相关单位建立了战略合作关系，中科院将派出在应 用激波法制备纳米聚晶金刚石领域研究多年的专家亲自承担项目规 划及指导培训本企业员工。本企业技术力量雄厚，现有专业技术人员 人，其中正高级工程师人，副高级工程师人，工程师人，助理 工程师人。 第章技术可行性分析 国内外发展现状 纳米聚晶金刚石是人造金刚石的种，由大量纳米金刚石聚集而成， 按照纳米聚晶金刚石的结构特点，目前国内外有两种途径制备纳米聚晶 金刚石。条是利用静压法或者爆轰法生产纳米金刚石，然后通过高压 和粘合剂作用下聚合生成聚晶金刚石，这是目前国内常用生产方法另 种是利用爆炸法激波法直接生成聚晶金刚石，这是目前国外采用 生产方法，国内只有少部分企业掌握该技术。 爆轰聚合法 用爆轰法合成纳米金刚石微粉，年代始于前苏联科学院有关研究 所。其原理是利用炸药爆炸时的负氧反应，其中未氧化的碳原 子凝聚成碳液滴，在爆轰反应的高温高压下转变成颗粒为纳米尺度的金 刚石微粉。该技术为俄罗斯专利。中国科学院兰州化学物理研究所四 川绵阳西南流体物理研究所以及北京理工大学等单位于年代在该专 利技术基础上开展了进步研究。纳米金刚石微粉可用于复合镀以提高 表面抗磨性能，降低摩擦系数，提高工效，延长工件寿命。也可用作掺 加剂提高橡胶树脂，乃至机场跑道的综合性能以及催化剂载体。非业 内人士常将爆轰法合成纳米单晶金刚石与爆炸法合成纳米聚晶金刚 石二者混淆。由于前者粒度太小仅在纳米范围，所以目前在 半导体材料切割和精加工领域尚无法应用，因此不构成对激波合成纳米 聚晶金刚石的竞争。 年代，在爆轰法合成纳米金刚石微粉的技术中出现些新专利， 其原理是不用，而是在或中混入重量比约的石墨， 其合成的金刚石聚集体的粒度约，大于上述的纳米金刚石。 但由于掺入石墨使爆压降低，因而每公斤药量的金刚石产率低于原来的 方法。由于其爆轰的作用时间仅为毫微秒量级，远低于激波合成纳米聚晶金刚石的作用时间微秒量级，其晶核之间缺乏 必要的相互成键的时间，因此其颗粒强度又低于激波法合成的纳米聚晶 金刚石。这种金刚石聚集体，在磨削过程中易于破碎成为纳米晶粒，加 工的效率低，性能缺乏优势，现未见规模化生产报道。 激波法 年，美国率先用激波法合成出聚晶金刚石微粉，随后 公司等取得了系列专利。年代公司采用环状飞片法生产时， 每次炸药重约吨，每公斤炸药产出克拉金刚石。其产品 纳米聚晶金刚石粉是国际驰名品牌。售价美元克拉，其中粒度为 的售价高达美元克拉。日本住友公司也采用的专利 生产。上述两家的年产量各为万克拉左右。用这种方法生产的金 刚石呈砾石状，需要通过球磨或气流磨做浑圆化处理。 从世纪年代初开始，中科院力学研究所开展了长达年的爆 炸合成金刚石的研究，掌握了以石墨为原料，在激波产生的超高压 万大气压高温约度下，合成纳米聚晶金刚石微 粉的技术。该技术由于击波作用的时间极其短暂，相变以瞬时大量形成 纳米尺度的晶核为主，晶核生长对于新相形成的贡献为辅。数以万计的 纳米晶通过不饱和键结合成亚微米或微米尺寸的聚晶晶粒。为此中科院 于年创建了中国笫家规模化生产的爆炸合成金刚石厂。每公斤 炸药金刚石产量约克拉，年生产能力为万克拉，产品为 型聚晶金刚石微粉，自然呈固团球状，不需整形工序。 存在的主要问题 目前国际上生产纳米聚晶金刚石的技术路线主要依照公司 的专利。存在的主要问题为炸药用量大操作笨重在般野外场地 难于实现。建厂投资大，生产周期长产率低。产品需要经过破碎和整 形才能达到超精细加工需要的粒度和形貌。产品成本高，价格昂贵。本项目技术的创新性 本项目技术是中科院专家在年建立金刚石厂产业化基础上，对激 波合成金刚石的爆炸力学和相变动力学过程做了大量深入理论分析数 值计算和实验工作，并借助计算机筛选实验参数，将每公斤炸药的产量 提高到克拉，大大提高了纳米聚晶金刚石的生产效率和生产成本， 解决了公司的专利所出现的众多问题。 本项目技术从以下几个方面进行了改进和创新 年以来，中国科学院专家对爆炸力学和相变动力学全过程 做了深入的理论分析，编制了专门的计算软件，通过大量计算和野外实 验筛选出了工艺参数的最佳组合，对技术方案和工艺流程做了重大改进 和更新。 目前军用高能炸药的爆压不足以使石墨相变，所以需通过增压技 术产生左右的压力，才能使占石墨总量的型石墨 相变。欲使型石墨相变，通常用掺金属粉办法提高压力。在 公司的专利中金属粉甚至掺到试样总重的，能转变金刚石的石 墨只剩了。即使型石墨参与了相变，每公斤炸药产出也不 足克拉。高达以上的金属需用化学方法除去，不仅增加了成本 也带来环保的沉重压力。本项目的增压装臵，可在少掺或不掺金属粉情 况下也可使型石墨相变，使每公斤炸药产出克拉以上，从而大 大降低了成本。 本项目的爆炸装臵操作方便安全。爆炸场地建设投资少。爆 炸工序