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納米金剛石的應用前景

納米金剛石的制造,特別是應用,是近年來各國科學家的熱門研究課題。納米金剛石早在三十多年前就已被研制出來,但其應用過去局限于做聚晶,抛光劑等磨料磨具領域。隨著人們對納米金剛石性質認識的深化,納米金剛石已在金屬鍍層,潤滑油,磁性記錄系統,醫學等領域開始獲得應用,並且應用領域還在不斷擴展。

鍍附後零件使用壽命提高1~9倍.鍍層厚度可降低1~2倍.電鍍時采用標准電鍍設備金屬鍍層中的金剛石含量平均爲0.3~0.5重量%.當鍍層厚度爲1微米時金剛石耗量爲0.2克(1克拉)/平方米.

納米金剛石抛光膏和懸浮液用于電子,無線電,醫學,機械制造,寶石含羞草影院,對材料進行精密抛光.優點是可在任何固體上獲得鏡面,無缺陷,粗糙度高達2~8納米.加工1平方米表面消耗納米金剛石1~10克.

納米金刚石聚合物复合体应用于航空,汽车,拖拉机,船舶制造业,医学,化工,石油,化工,截止阀,保护层和耐磨涂层.已研制出氟弹性橡胶和聚硅氧烷基高效涂层.聚异戊二烯橡胶,丁苯橡胶,丁腈橡胶和天然橡胶的弹性强度性能得到大大改善.在橡胶中添加納米金刚石可平均降低磨损2~4倍,提高耐断裂性能30%,提高破坏温度15%. 含有納米金刚石的环氧树脂胶具有更高的粘附性和内聚性,聚合物中加納米金刚石可提高其强度,耐磨性和抗热老化作用. 1000公斤橡胶(聚合物)耗用納米金刚石1~5公斤,1000m2聚合物涂层耗用金刚石1~5公斤.

納米金剛石在潤滑油,潤滑脂和冷卻液中的應用主要用在機械業,金屬加工,發動機制造,船舶制造,航空,運輸.潤滑油中加入納米金剛石可提高發動機和傳動裝置工作壽命,節約燃油機油,摩擦力矩降低20~40%,摩擦表面磨損降低30~40%.1000公斤機油耗用納米金剛石0.1~0.2公斤.

納米金剛石在磨料磨具領域主要用來與過渡金屬混合制造高強度低氣孔率的金剛石燒結體,其顯微硬度可達6000~7000kg/mm2.可用來加工軟或脆性材料,加工表面粗糙度很低.如果預先外延生長碳或添加靜壓合成的金剛石微粉,在10~12GPa壓力下燒結獲得的金剛石聚晶顯微硬度可達天然金剛石單晶的水平.做成鑽頭鑽高強度岩層可達到或超過CB-СП(俄羅斯)聚晶的使用性能.壓制靜壓合成的金剛石微粉時,將納米金剛石作爲矽浸漬料的組份,幾乎可將燒結體成品率提高一倍,抗壓強度由1.7GPa提高到2.2GPa.這種燒結體用作鑽頭的切削元件.

納米金剛石還可用在磁帶,磁盤等磁性記錄載體中,起耐磨添加劑和物理改性劑的作用.在電化學塗附複合磁性記錄薄膜時添加納米金剛石,以改善磁性記錄裝置的性能.添加納米金剛石可減小鐵磁材料顆粒,提高記錄密度,降低磨料磨損和摩擦系數.

含有納米金剛石的銅,錫,鋅金屬間化合物可用做工作條件非常惡劣的摩擦部件,這時塑性和液體潤滑材料常常被擠出來.納米金剛石對于銅鋅或銅錫合金是理想的組份材料(含量不超過15體積%).加入納米金剛石後使摩擦力降至1/2~1/6.

納米金剛石還可在醫學上用于腫瘤,胃腸疾病,皮膚病的治療.它無毒,無致癌或鏽變性質.納米金剛石是超活性吸附劑和生物活性物定位劑,可極大增強藥物的療效。

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