超硬材料工业发展的材料趋势
【中钨在线新闻网-钨新闻】
(1)CVD材料产业化
CVD金刚石薄膜生长技术的研究始于上世纪80年代中期，从90年代后期至今，各类用途的CVD金刚石材料及其制品已经开始工业化生产，其应用前景和潜在市场极为广泛。
CVD金刚石已成为加工业、汽车、信息、能源领域以及国防、军工和尖端技术的关键材料。因此，加快CVD生长技术研究及其产业化，是我行业当前急需解决的现实问题。
(2)金刚石的功能性研究与应用
金刚石除了优异的机械性能外，还具有很多卓越物理化学性能。如：金刚石的导热性好，可用于微波器件、大功率固体激光器、散热片和大规模集成电路等;金刚石晶体的电子亲和势小，是理想的场发射阴极材料，可用于冷阴极场发射器件;同时金刚石又是一种宽带(Eg=5.5eV)、击穿电压(107V)和饱和电流(2.7×107cm s-1)都远远高于Si、 GaAs、 InP等常用的半导体材料，结合其优异的高温性能，在微电子领域，基于金刚石的集成电路是现有硅基集成电路强有力的竞争者。用金刚石制造的对顶砧(DAC)是高压物理、高压化学研究不可缺少的手段;金刚石从深紫外到远红外全透明，可应用于巡航导弹红外探测器的窗口、激光窗口材料、透镜材料，和光学保护涂层;还可用来作半导体热阱、热敏电阻及高灵敏温度计。加强金刚石功能性研究与应用是行业未来可持续发展的技术保障。
(3)立方氮化硼的功能性研究与开发
立方氮化硼晶体(CBN)具有6.4eV最宽的直接带隙，是一种十分优异的半导体材料，它在高温高功率宽带器件微电子学领域有着广泛的应用前景。立方氮化硼能产生二阶非线性光学效应，可以用于光的高次谐波发生器、电光调制器、可见-紫外光转换器、光学整流器、光参量放大器等等。此外，立方氮化硼与金刚石一样还具有很强的抗辐射能力，可用于抗辐射器件。因此，对立方氮化硼材料功能性的研究与开发有着重要的现实意义。
(4)高端PDC急待突破
目前国内PDC总体有了明显的进步，可供拉丝模、煤田钻采、和一般的石油钻采用。但大直径PDC、深孔钻进用PDC，高速、高寿命刀具PDC还无法与国外竞争，我国髙端PDC仍然靠进口，这种局面必须尽快解决。
(5)新型超硬材料的研究
寻找高硬度、高化学惰性和高热稳定性的新型类超硬材料是超硬材料研究领域的热点问题。如果从理论设计的角度出发设计新型超硬材料，再通过实验进行验证能够开发出新型的超硬材料，将使它兼有金刚石和立方氮化硼这两种超硬材料的优点，克服它们的缺点，必然将成为新一代的超硬材料，具有广阔的应用前景。
(6)宝石级金刚石的研发
20年来，宝石级金刚石合成技术方面取得了长足的进展。1990年，日本的住友电气公司，用大晶种方法生长出9克拉Ib型金刚石单晶，生长速度提高到15mg/h;1996年，De Beers公司用1000h合成出重量达25克拉的优质Ib型金刚石单晶，代表了当今宝石级金刚石的培育最高技术水平。美国卡内基研究院地球物理实验室于1998年开始CVD单晶金刚石培育技术的开发，2004年生长出对角长10mm、厚4.5mm的单晶金刚石，生长速度100μm/h、最高速度达到300μm/h，所得到的单晶呈褐色，经高温高压处理后为无色，2005年生长出10克拉的透明单晶金刚石。
目前，我国中南钻石有限公司、黄河旋风股份有限公司、焦作华晶钻石有限公司等，在已能生产4mm左右的金刚石大单晶。黄河旋风股份有限公司已经培育出10mm的宝石级大单晶金刚石;吉林大学可以生产0.8ct的宝石级优质大单晶。在此基础上，我们应继续加强对宝石级人造金刚石的合成方法及工艺技术进行深入研究与开发。
(7)纳米金刚石产业化及应用开发
纳米金刚石除了具有金刚石的一般特性外，同时还具有纳米材料的特性，在复合镀层、研磨、抛光、润滑、密封、高强树脂和橡胶等领域得到了广泛的应用，显示出良好的应用前景，我们必须高度重视纳米金刚石产业化及其应用，同时关注纳米立方氮化硼的研发。
(8)加速原辅材料的改进与研发
传压介质、顶锤压缸、触媒合金、炭源材料及氮化硼原料是超硬材料生产不可或缺的五大支柱，为了适应我国超硬行业可持续发展的需要，必须加速原辅材料的改进与研发，抓紧研制新型传压介质、纳米—亚纳米铁基制品金属粉、新型炭源材料及优质氮化硼，特别是硬质合金件的配套跟进尤为重要。
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