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金属结合剂金刚石工具研究进展摘要：金刚石的硬度极高，被广泛用作磨料来加工硬质材料，如混凝土、硬质合金或天然石材等。
随着新型陶瓷混凝土等加工对象的不断出现和变化，要求金刚石工具要持续改进，以提高其切削效率、减少自身磨损、同时降低其制造和使用成本。
本文综述了人造金刚石颗粒的性能、不同类型金属结合剂的成分组成和基本性能、金刚石与金属结合剂的界面结合强度的措施，并对金属结合剂金刚石工具的发展作了进一步探讨。
关键词：金属结合剂；金刚石；界面结合强度引言本文将分类对前人的研究结果进行综述，归纳人造金刚石颗粒的特性，对比不同金属结合剂的成分组成和材料性能，总结金刚石／结合剂的界面行为，展望金属结合金刚石工具的发展方向。
1金刚石磨粒的特性金刚石磨粒承担去除材料的作用，不仅要能经受住高速下的冲击力，而且要具有自锐性，即当磨粒磨损钝化后，能破裂生成新的切削刃。
金刚石的品级、粒度、含量等基本性能，以及其同结合剂的匹配均影响工具的切削效果。
国际上具有代表性的金刚石制造商有元素六和ge公司，其制造的用于切割和钻探的高品级金刚石晶形规则、棱角饱满、对称度高、抗冲击强度和热稳定好。
我国的金刚石生产企业有中南钻石、黄河旋风、郑州华晶等，它们生产的金刚石品种齐全，虽然某些产品性能上与国外产品有差异，但价格上有优势。
我国已占据世界金刚石合成量的90%以上，是名副其实的生产大国，现正向质量强国迈进。
2金属结合剂特点种类金刚石磨具用结合剂主要有树脂、金属、陶瓷等3类。
金属结合剂按主要成分可以分为：钴基、铜基（常为青铜、黄铜）、铁基、钨基、镍基、铝基结合剂等。
金属结合剂通常由黏结金属、骨架材料和添加剂组成。
黏结金属应具有较低的熔融温度，使其具有液相烧结的特性，填充于骨架金属之间及骨架金属与金刚石之间，牢固地黏结骨架金属和金刚石，使工具具有较高的强度和抗冲击性。
黏结金属通常是几种金属的合金，如Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕ等金属及其合金。
骨架金属以碳化物为主，如ＷＣ、Ｗ２Ｃ、ＴｉＣ等，也可用难熔金属Ｗ、Ｍｏ代替ＷＣ等使用，其作用是在高温烧结时保持固相状态，固定金刚石，同时提高基体韧性和耐磨性。
人造金刚石研究报告摘要：人造金刚石是一种通过人工合成方式制备的具有类似天然金刚石结构和性质的新材料。
其在颜色、硬度和耐磨性方面具有突出优势，并且具有广泛的应用前景。
本报告对人造金刚石的制备方法、性质以及应用进行了综述，并对其未来发展方向进行了展望。
1.引言金刚石是一种具有超高硬度和优异物理性质的自然矿物，然而，其稀缺性和高价值限制了其应用范围。
人造金刚石的问世填补了市场需求与供给之间的空白，为不同领域的应用提供了更多可能性。
2.人造金刚石的制备方法人造金刚石的制备方法主要包括高温高压法、化学气相沉积法和其他化学合成方法。
高温高压法是最早被使用的方法之一，通过在高温高压条件下模拟地壳中金刚石的形成过程制备人造金刚石。
化学气相沉积法则是将金属催化剂与烃类原料放置在高温高压下进行反应制备金刚石。
其他化学合成方法则采用不同的化学反应路径，在较低温度和压力条件下制备金刚石。
3.人造金刚石的性质人造金刚石的性质类似于天然金刚石，具有极高的硬度、热导率和光学透明性。
然而，人造金刚石也有其不同之处，如杂质含量较高、晶体结构略有差异。
人造金刚石的硬度和耐磨性使其在工业领域中有着广泛的应用，例如用于切削工具、磨料、光学器件等。
4.人造金刚石的应用人造金刚石因其独特的性质在多个领域得到了应用。
在切削工具领域，人造金刚石可制成高速切削刀具，用于加工硬质材料；在电子学领域，人造金刚石具有优异的热导率和绝缘性能，可用于制备高功率电子设备的散热材料；在光学领域，人造金刚石可用于制备光学窗口、透镜和激光器件等。
5.人造金刚石的未来发展随着科技的进步和人造金刚石制备技术的不断发展，人造金刚石在未来有着广阔的应用前景。
研究人员正在尝试改进制备方法，提高人造金刚石的质量和晶体尺寸，以满足不同应用需求。
此外，人造金刚石的微纳加工技术也是一个研究的热点，将有助于人造金刚石在纳米器件和生物医学领域的应用。
结论：人造金刚石作为一种新的材料，在颜色、硬度和耐磨性方面具有突出优势，并且具备多种应用潜力。
中国金刚石矿产资源综述（2）中国金刚石矿产资源综述（2）胡经国（yuanzi16）九、中国金刚石矿床类型中国已知金刚石矿床可分为岩浆岩型，即金伯利岩型原生矿床和金刚石砂矿床两种类型。
1、金伯利岩型金刚石原生矿床3种。
中国已发现金伯利岩管有20余个，主要分布在山东和辽宁两省。
金伯利岩管一般呈圆形、椭圆形和不规则型产出；直径数米至数百米，长径与短径比约2∶1～4∶1；岩管截面有膨大和狭缩现象，至一定深度常渐变成岩脉状。
岩管产状一般很陡，倾角约为75°～85°。
岩管含矿性高。
中国已探明的金刚石原生矿大多属此种类型矿床。
中国已发现金伯利岩脉有400余条，分布于辽宁、山东、贵州3省，虽部分含金刚石，但具有工业价值的极少。
目前已知，仅山东省蒙阴红旗1号、红旗5号金伯利岩脉中的金刚石原生矿具有工业价值。
金伯利岩床见于山东、河南等省。
岩浆沿围岩层面作平缓面状侵入，岩床倾角一般为10°，含矿性低，很少形成工业矿床。
2、金刚石砂矿床按形成时代，可分为古砂矿和现代（第四纪）砂矿两个亚类。
中国具有工业价值的金刚石砂矿，均为现代（第四纪）砂矿，分布在山东、湖南、辽宁和江苏等省。
包括残坡积、洪坡积、河流冲积等形成的各种砂矿。
十、中国金刚石典型矿床1、辽宁省瓦房店（复县）金刚石矿田该矿床属金伯利岩型金刚石原生矿田。
位于辽宁省瓦房店市以西。
矿田长约28km，宽约18km，面积约为500km2。
在大地构造上，该矿田处于华北地台辽东台隆复县－新金拗陷的复州拗陷内。
拗陷的基底为太古宇鞍山群角闪斜长片麻岩和混合岩化花岗岩、变粒岩。
上覆三个构造层：下为中新元古界构造层，由长城系、蓟县系的片麻岩、白云质大理岩、千枚岩、石英质砂岩、粉砂质页岩等组成，42号、30号、50号、51号、68号、74号金伯利岩体均侵入于蓟县系地层中；中为古生界构造层，由寒武系、奥陶系、石炭系的灰岩、砂页岩夹煤层组成；上为中生界构造层，以侏罗系砂岩、砾岩为主。
合成金刚石文献综述1 前言金刚石，俗称钻石，在工业和宝石领域都起着重要的作用，在工业领域主要是作为超硬材料在采掘机械的钻头、切割机的刀具、磨具等，宝石用途主要是作为主镶宝石和陪镶宝石。
随着天然金刚石的日渐稀少，人工合成金刚石成为世界各国晶体学研究的重要对象。
在目前的资料中，金刚石具有最大的原子密度（176atoms/nm3），最大可能的单位原子共价键数目，极强的原子键能（7.6eV），这些为金刚石的特殊性质提供了基础。
金刚石是等轴晶系，立方晶胞，它的晶胞特点使得金刚石成为一种极限功能材料：最高硬度（10400kg/mm2），最高热导率（常温下20W/cm.K），最高传声速度（18.2km/s），最宽透光波段，抗强酸强碱腐蚀，抗辐射，击穿电压高，介电常数小，载流子迁移率大，绝大部分金刚石既是电的绝缘体，又是热的良导体，而掺杂后又可成为卓越的P型或N 型半导体。
金刚石在常温下抗所有酸、碱的腐蚀，即便是在高温下也抗所有酸的腐蚀。
在现代社会中，金刚石被广泛的应用到工业、科技、国防、医疗卫生等很多领域当中[1]。
2 正文2.1金刚石的合成理论金刚石的化学组分为碳，它和石墨同为碳的同质异象体，因此，合成金刚石的原理就是借助于金刚石组分为纯碳的特点，设法将石墨在一定条件下转化为金刚石。
目前人工合成金刚石的主要理论有三种，分别为：溶剂论、催溶论和固相转化论[3]。
其中，溶剂论认为，在金刚石热力学稳定的高温高压条件下，在有触媒（比如金属）存在时，非金刚石型碳（比如石墨）溶解于熔融的金属中而形成一般意义上的化学溶液。
当相对于金刚石的溶解度达到过饱和时，金刚石就会从溶液中成核晶出。
无触媒存在时，则认为是在更高的压力和温度下，石墨熔化解体，温度降低时熔体冷凝而得到金刚石。
总之，无论什么条件下。
金刚石形成的前提是石墨的解体。
有触媒存在时金刚石形成的历程可表示为金刚石是在这中胶体溶液过饱和的情况下析出结晶而成；催化论的核心观点认为，高温高压下，熔融的金属仅仅能溶解碳还不够，还必须具有如下作用：或者是金属的原子有吸引石墨原子的电子，从而使其具有形成碳的正离子的能力，或者是金属的晶格可作为金刚石晶体的结晶基底，从而大大降低金刚石的晶出能量。
金刚石的成因及其矿床形成背景综述摘要:金刚石既是一种昂贵的、永恒的宝石资源,又是现代工业和国防建设中不可缺少的矿物原料,它是在特定的温、压条件下,由独特的地质作用形成的特种矿产。
尽管他可能存在着多种成因和原生矿床,但捕虏晶成因迄今仍占主导地位,而具有工业价值的原生金刚石矿床则主要是金伯利岩型和钾镁煌斑岩型,其主要产出的地理分布基本遵循克利福德定律。
关键词:金刚石成因矿床1 前言金刚石是一种昂贵的、永恒的宝石资源,又是现代工业和国防建设不可缺少的矿物原料p2 成因对于金刚石的成因,历史上曾有多种不同的看法,总体可概括为如下两种[3]:上个世纪八十年代以前居于主导地位的岩浆成因,其认为金刚石是在金伯利岩或钾镁煌斑岩中结晶形成的;上个世纪八十年代初期以来居于主导地位的捕虏晶成因,其相关理论依据主要有:(1)金刚石与寄主岩石间的时间差,即:金刚石包体的铷、锶同位素测年确定金刚石的结晶年龄为32~34亿年,而金刚石寄主岩的侵入年龄往往低于16亿年[4]。
两者形成时间的巨大差异表明,后期形成的金刚石寄主岩只是将早期已结晶形成的金刚石运移至地表。
(2)在原生矿床中发现了含金刚石的榴辉岩和方辉橄榄岩捕虏体,这说明金刚石在地幔中形成和被两种地幔岩捕获,携带金刚石包裹体的地幔岩被金伯利岩带到了地表,其直接证明了寄主岩中的金刚石属于捕虏晶成因。
(3)全世界不同地区的产出的金刚石,其内部包裹体矿物基本相似。
(4)金刚石表面往往具熔蚀、再生、变形纹等,这说明金刚石在上地幔中已经形成并在后期被运到地表的过程中经历了变质变形作用及再生加大作用。
金刚石的“捕虏晶”成因说虽然占据主导地位,但它并不排除金刚石还可能存在其它的成因。
基于球粒陨石中普遍存在有金刚石,有人提出了金刚石源于“宇宙成因”。
此外,也有人提出了金刚石源于“变质成因”、金刚石的“二次形成说”以及火山口炸裂的过程中聚结形成等观点。
3 成矿背景金伯利岩中的金刚石矿床的开采已有着悠久的历史,而金伯利岩岩浆活动则主要限于大陆克拉通地区,多数金伯利岩型金刚石矿床分布于太古宙克拉通上[3]。
新型金刚石材料的研究进展和应用随着科技的发展，研究人员们一直在探索更优秀的材料。
金刚石作为工业上的一种重要材料，因其硬度高、耐磨性强而被广泛应用。
然而，传统金刚石材料的晶格结构不完美，导致其强度不高，易于碎裂。
随着科技的发展，新型金刚石材料的研究逐渐成为了热点问题。
本文将着重介绍新型金刚石材料的研究进展和应用。
1. 新型金刚石材料的研究进展1.1 超硬金刚石材料超硬金刚石材料是一种由金刚石晶体和其他材料共同构成的新型材料，具有强度高、硬度高等特点。
由于超硬金刚石的强度高，故而大大提高了其的应用范围。
目前，该材料已被广泛应用在航空、航天、工业加工等领域。
1.2 氮化金刚石材料氮化金刚石材料是一种新型的金刚石材料，是以金刚石和氮化硼组成的化合物，具有更高的硬度、抗裂能力和导热性。
据研究，氮化金刚石的硬度比传统金刚石提高了10倍之多。
该材料在高温、高压、强酸、强碱、高放射性等复杂环境下具有稳定性，可广泛应用于半导体照射器具、高温高压实验装置、电力行业等领域。
1.3 氢化金刚石材料氢化金刚石材料是一种以金刚石和氢共同构成的新型金刚石材料，在其晶格结构中，氢原子充当了“粘合剂”的作用，从而让这种金刚石材料的硬度更高。
研究人员近年来已成功制备了单晶氢化钻石，其硬度比传统金刚石提高了10倍之多。
这种材料的应用前景非常广阔，可广泛应用于机械制造、工业加工、武器装备、半导体等领域。
2. 新型金刚石材料的应用2.1 工业加工领域新型金刚石材料的应用使得工业加工领域的工作效率大大提高。
随着超硬金刚石材料的应用，精密、高效的成型刀具已经大量应用于工业生产实践之中。
使用超硬金刚石磨具，可以大大提高机械零部件的加工精度，使得零部件加工的质量更加稳定，赢得了广泛的市场信赖。
2.2 航空航天领域新型金刚石材料的应用对于提高航空、航天领域的安全性和可靠性有着积极的意义。
由于氮化金刚石材料的硬度高、抗裂能力好，因此可以广泛应用于发动机、航空涡轮发动机以及人造卫星等复杂器材上，提高其的寿命和可靠性。
金刚石刀具性能及其应用研究作者：韩波峰摘要：描述了金刚石的物理特性，对金刚石刀具的分类及其性能行了介绍，包括天然金刚石、聚晶金刚石、聚晶金刚石复合片、化学气相沉积金刚石涂层刀具。
分析和对比了不同类型金刚石刀具的应用场合，为企业在加工难加工材料时选用超硬金刚石材料刀具时提供参考。
1 引言金刚石是精密和超精密加工的超硬刀具材料之一，金刚石刀具具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、低热膨胀系数，以及与非铁金属亲和力小等优点。
可以用于非金属硬脆材料如石墨、高耐磨材料、复合材料、高硅铝合金及其它韧性有色金属材料的精密加工。
金刚石刀具类型繁多，性能差异显著，不同类型金刚石刀具的结构、制备方法和应用领域有较大区别。
2 金刚石材料特性金刚石为单—碳原子的结晶体，其晶体结构属等轴面心立方晶系(晶系原子密度最高)。
金刚石中碳原子间连接键为sp3杂化共价键，具有很强的结合力、稳定性和方向性。
人工合成金刚石性能取决于sp3价键与非晶无定形碳sp2杂化共价键相对比率。
如果sp3含量过低得到二者混合物体为类金刚石(Diamond－Like Carbon，简称DLC)。
晶体结构使金刚石具有最高的硬度、刚性、导热系数以及优良的抗磨损、抗腐蚀性和化学稳定性等均高于硬质合金。
如表1所示，可见单晶金刚石硬度最高，热导率最大，热膨胀系数最小，故其综合物理性能最佳。
3 金刚石刀具类型及其性能目前，工业用金刚石刀具根据成分和结构不同可分为五种：1.天然金刚石Natural Diamond(ND)；2.人造聚晶金刚石Artificial Polvcrystalline Diamond(PCD)；3.人造聚晶金刚石复合片Polycrystalline Diamond Compact(PDC)；化学气相沉积涂层金刚石刀具Chemical Vapor Deposition DiamondCoated Tools(CVD)。
4.沉积厚度达100µm的无衬底纯金刚石厚膜Thick Diamond Film(CD)；5.在刀具基体表面直接上沉积厚度小于30µm的金刚石薄膜涂层Coated Thin Diamond Film(CD)。
引言：金刚石（Diamond）是一种自然界中最坚硬的物质，因其在工业和科学领域的广泛应用而备受关注。
本文将通过对金刚石的深入调研，介绍其产地、特性、制备方法以及应用领域，并探讨其未来发展的前景。
概述：金刚石是由碳元素组成的晶体，其具有非常高的硬度、热导性和化学稳定性。
它通常以六方晶系存在，晶体结构稳定且不易受外界作用而改变。
由于其独特的性质，金刚石被广泛应用于工业和科学领域。
正文内容：1.金刚石的产地1.1.自然金刚石的产地1.2.合成金刚石的产地1.3.其他形式的金刚石的产地2.金刚石的特性2.1.坚硬性2.2.热导性2.3.化学稳定性2.4.光学特性2.5.电子特性3.金刚石的制备方法3.1.自然金刚石的提取和加工3.2.合成金刚石的制备方法3.3.其他形式的金刚石的制备方法4.金刚石的应用领域4.1.工业领域4.1.1.切割和磨削工具4.1.2.金刚石膜4.1.3.其他工业用途4.2.科学研究领域4.2.1.实验室仪器4.2.2.高压高温实验4.2.3.光学器件4.3.珠宝领域4.3.1.黄金刚钻石4.3.2.彩钻4.3.3.人造钻石4.4.医疗领域4.4.1.金刚石刀片4.4.2.医用注射器4.4.3.其他医疗设备4.5.能源领域4.5.1.太阳能电池4.5.2.电池隔膜4.5.3.能源传输总结：金刚石作为一种重要的工业材料，具有独特的特性和广泛的应用领域。
它的产地包括自然产地和合成产地，制备方法多种多样。
金刚石被广泛应用于工业、科学、珠宝、医疗和能源等领域，并在新能源技术、医疗设备和材料科学等领域展示了巨大的发展潜力。
随着技术的不断进步和创新，金刚石的应用前景将进一步扩大。
中国金刚石矿产资源综述Yuanzi16本文作者的话金刚石是一种由纯碳（C）组成的、自然界最坚硬的矿物。
在宝石学上，金刚石是宝石之王——钻石的原矿物。
金刚石是一种战略资源，高经济价值矿产资源，用途非常广泛。
本文拟介绍世界金刚石资源与矿床的概况，着重比较全面系统地介绍中国金刚石资源及其勘查、分布、成矿区、特点、成矿规律、矿床类型和典型矿床等。
其目的在于供读者进一步了解和研究参考。
希望能够得到读者的喜欢和指教！本文目录一、金刚石矿产资源概述二、世界金刚石矿产资源概况三、中国金刚石矿产资源地质勘查四、中国金刚石矿产资源概况五、中国金刚石矿产资源地理分布六、中国金刚石矿产资源成矿区七、中国金刚石矿产资源特点八、中国金刚石矿床时空分布及成矿规律九、中国金刚石矿床类型十、中国金刚石典型矿床十一、中国发现的巨粒和大粒金刚石十二、中国金刚石发现史或早于印度下面是正文一、金刚石矿产资源概述金刚石是一种由纯碳（C）组成的矿物。
在宝石学上，金刚石是一种最有价值的宝石矿物之一。
习惯上，将经过工艺加工成为珠宝的宝石级金刚石称为钻石。
金刚石是钻石的原矿物。
不过，也有学者指出，约在清代末年，金刚石也称钻石，其词义显然来自“金刚钻”一词，两者在内涵和外延方面是相等的，即“金刚石”与“钻石”在含义上是一样的。
金刚石是自然界中最坚硬的物质。
在自然条件下，碳（C）在高温、高压下可以形成天然金刚石。
相应地，在人工条件下，碳（C）在高温、高压下可以人工合成金刚石。
金刚石是一种战略资源，高经济价值矿产资源，用途非常广泛。
它不仅广泛用于航天、军工、精细研磨材料、高硬切割工具、各类钻头、拉丝模、精密仪器部件等工业领域，而且还用于钻石工艺品等珠宝制造领域。
因此，金刚石早已被世界各国纳入国家矿产勘查范畴。
原生金刚石是在地下深处（130～180km）、高温（900～1300℃）、高压（45～60个大气压）下，由含矿岩浆中的碳（C）结晶而成的。
在火山喷发过程中，金刚石晶体被岩浆带至接近地表的火山喷发管道。
《文献检索》课程报告石墨转变为金刚石的研究综述任课教师：阅卷老师签字：Array完成日期：二〇一四年十一月二十三日目录第一部分文献检索策略描述 (4)1.分析研究课题 (4)1.1所属学科 (4)1.2所需文献类型 (4)1.3语种范围 (4)1.4所需文献年代范围 (4)2.检索词 (4)3.检索系统 (4)4.实施检索 (6)4.1维普中文科技期刊数据库 (6)4.1.1检索式 (6)4.1.2检索截图 (6)4.1.3题录列表 (7)4.1.4获取方法 (11)4.2读秀图书搜索平台 (11)4.2.1检索式 (11)4.2.2检索截图 (11)4.2.3题录列表 (12)4.2.4获取方法 (15)4.3中国知网 (15)4.3.1检索式 (15)4.3.2检索截图 (15)4.3.3题录列表 (16)4.4.4获取方法 (22)4.4中国学术期刊全文数据库（世纪期刊） (22)4.4.1检索式 (22)4.4.2检索截图 (22)4.4.3题录列表 (23)4.4.4获取方法 (27)第二部分：石墨转变为金刚石的研究综述 (28)摘要 (28)关键词 (28)引言 (28)1、Ar 离子束轰击在石墨表面形成六方金刚石纳米晶 (29)2、化学气相沉积金刚石薄膜 (29)3、用纳米石墨用碳源在高温高压下合成条形金刚石 (29)4、在超高压高温下，石墨直接转变为金刚石 (30)4.1 分析 (30)4.2 计算 (30)4.2．1 超高压高温下石墨和金刚石的晶格常数 (30)4.2．2 石墨和金刚石的价电子结构 (32)4.2．3 石墨/金刚石各晶面的共价电子密度及其密度差 (32)结论 (32)参考文献 (33)第三部分: 课题组成员分工及心得 (34)第一部分文献检索策略描述1.分析研究课题1.1所属学科物理，化学1.2所需文献类型图书，连续出版物（期刊）1.3语种范围英语，中文1.4所需文献年代范围1990年—2014年2.检索词石墨、金刚石、C的同系物、Graphite、Diamond、Homologues of C。
金刚石调研报告金刚石俗称“金刚钻”。
也就是我们常说的钻石，它是一种由纯碳组成的矿物。
金刚石是自然界中最坚硬的物质，有天然和人造两类。
碳可以在高温、高压下形成金刚石。
金刚石有各种颜色，从无色到黑色都有，以无色的为特佳。
它们可以是透明的，也可以是半透明或不透明。
多数金刚石大多带些黄色。
金刚石的折射率非常高，色散性能也很强，这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。
金刚石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。
金刚石仅产出于金伯利岩筒中。
金伯利岩是它们的原生地岩石，其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。
金刚石一般为粒状。
如果将金刚石加热到1000℃时，它会缓慢地变成石墨。
在钻石晶体中，碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体。
每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。
由于钻石中的C-C键很强，所以所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以钻石不仅硬度大，熔点极高，而且不导电。
一、金刚石物理、化学性质1.化学成分：C。
常含有Cr、Mn、Ti、Mg、Al、Ca、Si、N、B等。
2.颜色：常见的为浅黄色、浅黄褐色、浅黄绿色、褐色，无色(浅黄白、白、优白)占有一定数量，玫瑰色、粉红色、浅蓝色、绿色、黑色、茶色十分稀少。
3.透明度：无色及浅色金刚石均成透明状，在无色中的白、优白金刚石测定透过率达95%以上，深色金刚石及具毛玻璃蚀象的透明度减弱呈现半透明状，当金刚石中包体含量增加亦影响透明度。
4.硬度：摩氏硬度10，新摩氏硬度15，显微硬度10000kg/mm2，显微硬度比石英高1000倍，比刚玉高150倍。
金刚石硬度具有方向性，八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度，菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。
5.密度：金刚石密度与金刚石晶体中的包含物密切相关，无色透明质纯的金刚石密度为3.52g/cm3，当具有包含物时密度为3.44~3.53g/cm3。
金刚石表面金属化研究现状一、引言金刚石作为自然界中硬度最高的材料，具有许多优异的物理和化学性质，如高热导率、高硬度、化学稳定性等。
然而，金刚石的疏水性和缺乏合适的化学活性使得它在许多应用领域中的实际应用受到限制。
为了拓展金刚石的应用范围，研究者们致力于对金刚石表面进行金属化处理，以提高其与其它材料的结合能力。
本文将对金刚石表面金属化的研究现状进行综述，重点介绍化学镀金属化、电镀金属化、真空镀膜金属化、溶胶-凝胶法金属化和热氧化法金属化等方法。
二、化学镀金属化化学镀是一种在无外加电流的条件下，通过化学反应将金属离子还原为金属并沉积在基材表面的一种方法。
化学镀金属化金刚石的方法通常包括两个步骤：首先是在金刚石表面形成活性基团，然后是在活性基团上沉积金属。
由于化学镀具有较高的沉积速率、无电镀基材的限制、可在复杂形状的基材上沉积金属等优点，因此在金刚石表面金属化方面具有广泛的应用前景。
三、电镀金属化电镀是一种利用外加电流将溶液中的金属离子还原为金属并沉积在电极表面的一种方法。
在金刚石表面金属化中，通常将金刚石颗粒作为电镀的底层，通过电镀技术在金刚石表面形成一层连续的金属膜。
电镀技术具有沉积速率快、设备简单、操作方便等优点，但同时也存在一些问题，如电镀液对环境造成污染、电镀过程中会产生氢脆现象等。
四、真空镀膜金属化真空镀膜是指在真空条件下，利用物理或化学方法将金属或非金属材料沉积在基材表面的一种方法。
真空镀膜技术包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀等。
真空镀膜技术具有无污染、沉积温度低、附着力强等优点，但同时也存在设备成本高、生产效率低等缺点。
在金刚石表面金属化中，真空镀膜技术可以用来制备高附着力的金属膜，从而改善金刚石与其它材料的结合能力。
五、溶胶-凝胶法金属化溶胶-凝胶法是一种通过将无机盐或有机盐溶液进行水解和缩聚反应，形成稳定的溶胶或凝胶，然后经干燥和热处理得到无机或有机材料的工艺方法。
溶胶-凝胶法具有制备温度低、纯度高、成膜厚度均匀等优点。
金刚石材料的力学性质及工艺研究金刚石是一种非常硬的材料，可以用于制造工业刀具、切削工具和磨料等。
金刚石的硬度可以达到10级以上，是所有材料中最硬的材料之一。
除了硬度以外，金刚石还具有一些其他的力学性质，在工业和科学领域具有广泛应用。
本文将探讨金刚石材料的力学性质及其制造工艺研究。
1. 金刚石的物理性质金刚石是一种由碳原子构成的晶体物质，具有立方晶系结构。
它的硬度高达10级以上，使其具有良好的切削性和抗磨损性。
此外，金刚石还具有较高的弹性模量和热导率，使其在高温、高压、高速等极端环境下表现出优异的性能。
金刚石的硬度主要源于其晶体结构中的离子键和共价键。
离子键是由金刚石晶体格子中的碳离子和氧化物离子之间的电静力相互作用产生的。
共价键是由金刚石晶体格子中的碳原子之间形成的，这些原子通过共享电子来维持正负电性的平衡。
2. 金刚石的力学性质除了硬度以外，金刚石还具有其他的力学性质，如弯曲强度、压缩强度、裂纹扩张力等。
弯曲强度是指金刚石材料在受到弯曲负荷时能承受的最大应力。
金刚石的弯曲强度通常比压缩强度高，这是因为金刚石的结构不容易在纵向上分解。
它的弯曲强度可以达到900兆帕以上，是很多金属和陶瓷材料的数倍以上。
压缩强度是指金刚石材料在受到压缩应力时能承受的最大应力。
金刚石的压缩强度通常比弯曲强度低，这是因为金刚石的离子键结构容易在横向上分解。
它的压缩强度约为150兆帕，是很多金属和陶瓷材料的数倍以上。
裂纹扩张力是指金刚石材料在存在缺陷或裂纹时能承受的最大拉伸应力。
金刚石的裂纹扩张力很小，约为2兆帕左右。
这意味着金刚石材料很容易在存在缺陷或裂纹的情况下发生破裂。
3. 金刚石的制造工艺金刚石的制造工艺很复杂，一般包括金刚石合成和金刚石加工两个过程。
金刚石合成是指通过一定的化学反应、高压高温等条件下将碳材料转变为金刚石的过程。
目前广泛应用的金刚石合成方法有高压高温法、化学气相沉积法、高能束流法等。
其中，高压高温法是最为成熟和广泛应用的一种方法，主要是通过在高温高压下，将碳源和金属催化剂（通常是钴、铁、镍等）放置在装有碳质和金属质的高压固体装置中，通过反应得到金刚石。
金刚石的成因研究一、金刚石的基本特征1．化学成分除碳外，还经常含硅、铝、钙、镁、锰、铬、铁、氮和硼等杂质元素。
除氮和硼外，其它杂质元素多以包裹体的形式存在，如磁铁矿、镁铝榴石、铬透辉石、绿泥石、黑云母、橄榄石以及石墨等。
宝石级金刚石含杂质很少，研究证明主要杂质元素是氮和硼，并因此可划分出不同的类型，含氮者称Ⅰ型，其中若氮聚集成片晶，为Ⅰa型，若氮少且成分散状，则为Ⅰb型；不含氮者为Ⅱ型，其中含硼者为Ⅱb型，不含硼者为Ⅱa型。
2．物理性质[1]金刚石纯净的为无色透明，常见的有含石墨包体的呈黑色，含铬的呈天蓝色，含铝或氮的呈黄色，此外还有较常见的褐色、烟灰色及少到罕见的乳白色、浅绿色、玫瑰色、红色、紫色、蓝色等金刚石。
金刚石的硬度是物质中最坚硬的，它的硬度是矿物硬度中最高的，为10（莫斯硬度）。
严格的测量矿物硬度的大小是用绝对硬度—显微硬度计，金刚石的显微硬度为8000-10000kg/mm2，是刚玉的3-4倍，是石英的8倍。
金刚石的比重为3.47~3.56，抗磨性好，熔点高，约为4000℃，化学性质稳定，绝缘性好，耐酸、耐碱。
具发光性，日光曝晒后或强光照射后，夜间在暗室中发出淡青蓝色磷光，在紫外线照射下发绿色、天蓝色或紫色萤光或不发光，不同地区的金刚石所发光色不同。
并且钻石的热导率是所有矿物中最高的。
3．晶体特征金刚石的晶体结构具立方面心晶胞。
碳原子除位于立方体晶胞的角顶及面中心外，把此立方体晶胞划分成八个小立方体，则在相间排列的小立方体中心还存在着碳原子。
图表 1 金刚石的晶体结构每一碳原子周围有四个碳原子围绕，形成四面体配位，整个构造可视为以角顶连接的四面体组合图一。
碳原子间以共价键连结，致使金刚石具有高硬度、高熔点、不导电、化学性质稳定以及很强的抗酸性和抗碱性等特征。
金刚石晶体为立方晶系其结晶习性最常见是八面体，此外，还有立方体、菱形十二面体以及变立方体等。
也有呈磨圆的或呈扁平的，双晶常见。
关于金刚石工具制造的研究报告：1. 单元素金属粉混合配方的缺陷2. 预合金粉的优势3. 被加工材料分类及意义4. 佛刚预合金粉所适用的工具5. 工具的使用条件对选择预合金粉的影响6. 生产工艺对选择预合金粉的影响7. 金刚石对选择预合金粉的影响1. 单元素金属粉混合配方胎体的缺陷1.1 通常单元素金属粉的沌度高(≥99%),活性较大,易氧化,易吸潮,保质期较短1.2 当金属粉混入其它杂质元素时,因混入的种类、数量的不同,而引起性质的变化非常不确定,这是金刚是工具性能不稳定的原因之一1.3 大多数常用金属粉对金刚石表面在980℃以下均难于亲合,而大多数金刚石工具的烧结温度均低于980℃1.4 纯铁粉对金刚石表面的碳化作用在750℃就开始了,这种碳化的表面十分不利于胎体对金刚石的包锒,也会降低金刚石的强度1.5 Co 、Ni 中易混入铁粉，而铜粉中易混入廉价的Fe2O3, 锡粉中易混入铁粉,这些混入的成份往往难于及时发现,等到发现工具性能突变时,造成的损失已无法挽回了1.6 单元素粉烧结温度较高, 而较高的温度对金刚石强度的损失也较大1.7 成分太多：常规配方中通常不少于5种成份,各成份的交互作用比较复杂,当某一种成份产生变化时,工具的性能就会产生较大的变化,这种情形十分难于控制,这又是金刚石工具性能不稳定的一大原因.单一元素的合金粉的生产过程复杂,影响质量稳定的因素较多,其成品的性能难于稳定,如纯度从98%提高到99.9%,对大多数金属粉来说,大多数性能的差别会达到一个数量级以上，并且生产成本急剧上升.A. 胎体配方设计必须考虑其烧成品的以下性能指标：强度、硬度、耐磨性、韧性.B. 工具配方设计时还必须考虑金刚石的：品级、粒度、浓度.C. 工具的工作压力, 切割线速度, 沖洗冷却状况也是设计配方时必须考虑的因素.2. 预合金粉的优势佛刚预合金粉由添加了微量活化元素的纯合金粉和惰性金属粉末组成, 纯合金粉的烧结温度较低, 对金刚石的亲和性较好, 隋性金属粉末用来调节胎体的综合性能, 纯合金粉是专门为金刚石工具烧结制品研发的稳定不变的组分,通过二者的不同配比，使得佛刚预合金粉可以调配出适合各种类型、用途、各种性能特点的预合金胎体粉,它的具体的优势体现如下:2.1 性质稳定, 不易氧化,保质期达一年之久.2.2 它只有一个来源、成份始终如一,不会混入其它成份.2.3 它与金刚石表面在750℃即开始产生强力的亲和, 使胎体对金刚石产生良好的包锒,因此可以适当降低金刚石的浓度, 而不会降低寿命, 同时也提高了工具的锋利度.2.4 佛刚预合金粉即使在930℃下烧结也不会使金刚石表面碳化严重2.5 佛刚预合金粉在烧制相同硬度的胎体时,烧结温度比单元素混合粉胎体通常可低20-50℃, 十分有利于节省模具、电耗、提高生产效率2.6 佛刚合金粉有着广大的各类工具的持久用户, 用户的成功经验又促进了佛刚预合金粉的日趋完善、稳定和更有效的广泛应用2.7 成本：佛刚合金粉相对于同类效能的混合金属粉胎体的成本要低20-60%.2.8 成型性：由于添加了合金纤维，佛刚预合金粉的冷压坯强度特别的高2.9 抗冲击韧性：同样因添加了合金纤维，佛刚预合金粉的烧成胎体的抗冲击韧性特别好.3. 被加工材料的分类及意义根据佛刚的测试标准、和二十多年来的生产工艺经验以及客户使用结果的总结, 根据材料的硬度,强度, 塑性, 耐磨性、韧性的综合指标,我们把被加工材料分成以下10级；1 级; 碳素，新混凝土，红砖，玻璃纤维，轻质耐火材料，人造石，松软大理石，如汉白玉、雅士白2 级: 普通玻璃，莹石，多孔耐火材料，沉积岩，琉璃瓦，致密大理石，如莎安娜米黄，玫瑰红3 级: 钢化玻璃，沥青路，板岩，陶质制品，坚硬耐磨大理石，如黑白根，大花绿4 级: 粗晶浅色、胶结不致密的花岗石，玄武岩，砂岩，板岩，马路，如603、白麻5 级: 中晶深色、胶结致密的花岗石，多孔陶瓷，软玉，单晶硅，如635、岑溪红、将军红6 级: 细晶红色、坚硬致密的花岗岩，硬玉，玛瑙，蛇纹岩，多晶硅，如印度红、巴西红7 级：玻化砖，石英玻璃，微晶玻璃，玛瑙，石英石，钢筋混凝土，硅化木8 级: 锆石，黄玉，硅碳棒，致密型耐火材料，工程陶瓷，轴承，汽缸，高速钢9 级:刚玉，烧结碳化硅，微晶陶瓷，硬质合金，红宝石，蓝宝石，石榴石10 级: 微晶刚玉，烧结碳化硼，氮化硅，氮化硼分类的意义在于方便、有效、准确地设计出工具的配方, 而预合金粉则为配方设计提供了快捷的通道，佛刚预合金粉建立在反复的测试和长期的应用基础之上，因此具有非常现实的针对性.对降低工具成本, 提高工具寿命, 提高工具锋利度, 具有非常可靠的依据4. 佛刚预合金粉所适应的工具分类C. 切割类金刚石的工具C1. 圆锯片单锯刀头（6 00~%3000） C2. 组合式圆锯刀头（600-Φ1600C3. Φ300-Φ500 小锯片 C4. Φ105系列小锯片(♀80-Φ200)C5. 往复式锯条, 排锯刀头绳锯齿C6. 金刚石刮刀/滚筒C7. 干切系列工具 C8. 磨边抡M: 磨削类工具M1: 金刚石磨块（16#~3000#）M2: 平磨工具, 衍磨条、油石M3: 环形、碗形、杯形磨轮 M4: 干磨系列磨具M5: 树脂系列磨轮 M6: 水磨砂轮D: 钻进类工具D1: 地质钻头D2: 工程钻头,薄壁钻头D3: 小型打孔钻头D4: 干钻系列工具佛刚预合金粉在以上工具中均有直接或间接的成熟经验，如果客户能积极配合，通常只需2~3次的试用即能解决大多数问题5. 工具使用条件对预合金粉的要求5.1 压力: 工具的工作压力越高, 相应地佛刚预合金粉的强度要求也会越高,并且相应地硬度也越高,反之亦然.5.2 速度: 工具的切、磨线速度越高, 产生的冲击力和热量就越大,佛刚预合金粉有相应的强度、韧性的预合金粉来匹配, 此时硬而脆的胎体就不会产生好的结果, 必须要有强韧且红硬性好的胎体与之相适应.5.3 冷却状态: 冷却效果较好时工具胎体的耐热性、红硬性一般都能适应,，但在风冷、或冷却状态不佳时，对胎体的散热性和红硬性有更严格的要求, 尤其是在干切,干磨的状态下,工具的表面温度会达到600℃以上, 此时如果胎体的红硬性不佳, 散热性不好，工具很快就会失效，佛刚预合金粉充分考虑到了这些因素的变化,这也是佛刚预合金粉的优势之一.6.工具制造工艺对预合金粉的要求A: 烧结工艺: 从压制的角度来看, 金刚石工具的生产方式主要是：A1: 冷压成形——热压烧结A2: 冷压成形——无压烧结A3: 粉末松装——直接热压这三种不同的压制工艺对合金粉的性能特点要求有所不同，为确保工具的最佳优性价比, 合金粉必须要适应此不同的压制工艺.适用于A1 的预合金粉必须易于成型适用于A2 的预合金粉不仅要求易于成型，还必须烧结活性好, 液相含量高, 相互粘结性好适用于A3 的预合金粉只要求烧成品的综合性能满足要求即可B. 粉末冶金金刚石制品的烧制气氛通常有：B1. 石墨阻氧烧结B2. 氨分解N2+H2混合烧结 B3. 真空烧结B4. 纯N2保护烧结B5. 纯H2还原烧结不同的气氛下对预合金粉的高温氧化性能的要求也不同, 同时必须考虑到成本: 镍、钴、铬含量高的胎体的抗氧化性较好, 但成本偏高. 佛刚预合金粉粉末的抗氧化性能设计综合考虑了这些因素，同时具备抗氧化性能好和低成本的优点.C. 焊结温度: 常规的银焊片的焊接温度在630-780℃之间, 这对预合金粉的烧成品的软化温度是有一定的限制，即成品的软化温度,必须高于焊接温度, 否则刀头会变形性或能下降. 佛刚预合金粉充分考虑了这些情形, 希望广大客户在购置佛刚预合金粉时告知焊接温度.7. 金刚石性质对预合金粉选择的影响7.1 强度: 金刚的强度越高要求烧成预合金粉胎体的强度、硬度也相应地越高, 否则不能充分发挥高强金刚石的应有的效能. 并且, 要求胎体的红硬性也较高, 因为高品级金刚石的负荷通常较大，平均工作时间也较长, 单位时间产生的热量也较高, 因此必须有适当红硬性的胎体来适应.7.2粒度: 粒度较粗的金刚石其单位比表面积较小, 要求预合金粉对金刚石的包锒性能更好, 且强度和韧性要求也越高,否则就会造成金刚石的浪费. 反之亦然！金刚石工具配方设计的基本原理8.1 金刚石品级选择的主要依据8.2金刚石粒度选择的主要依据8.3 金刚石浓度选择的主要依据为了准确地分析工具的使用结果, 以下情况供参考影响工具寿命,锋利度的主要因素：a. 胎体的耐磨性, 硬度, 强度,韧性是否适应所加工的材料b. 金刚石的粒度, 浓度, 品级的选择是否与预合金粉及被加工材料的性质相适应c. 单位切割深度的大小d. 切割速度(切割冲击力的大小)e. 冲洗、冷却及排屑状态f. 加工的强度,硬度,耐磨性,韧性。
金刚石材料的制备和应用研究金刚石被誉为世界上最硬的材料，具有高强度、高导热性和高化学稳定性等优异性能，是一种重要的工程和高科技材料。
本文将从金刚石材料的制备和应用入手，探讨其在多个领域的广泛运用。
一、金刚石的制备金刚石的制备方法主要有自然资源采集、人工合成以及转化方法等。
其中，自然资源采集是从事钻石开采的矿山中获取天然金刚石，而人工合成则是通过化学气相沉积（CVD）、高温高压（HPHT）和热解等方法人工生长金刚石晶体。
这些方法由于能够控制金刚石生长过程和基质的质量，因而生长出来的人造金刚石质量稳定、性能优良，是工业领域中广泛使用的金刚石材料。
二、金刚石在机械加工中的应用金刚石作为工业材料的重要应用方向是机械加工，如切割、磨削和钻孔等。
金刚石刀具的使用寿命长，能够在较长时间内保持高效的切割、磨削和钻孔性能。
同时，金刚石的硬度极高，因此可以切割耐火材料、非金属材料、半导体等高难度材料，广泛应用于半导体、航天、船舶、汽车等领域，在工业生产中为制造高质量产品提供了保障。
三、金刚石在电子领域的应用金刚石材料在电子领域应用越来越广泛。
由于其高导热性，能够有效地降低电子元器件的温度，因此金刚石被广泛应用于高功率微波元器件、辐射探测器、高频电子元器件等。
同时，金刚石还被用作光学窗口材料，大大提高了光学设备的工作效果。
四、金刚石在环保领域的应用目前，金刚石还被用作环保领域的材料，主要是用于处理污水和废气。
纳米金刚石膜具有高比表面积和电性能，可以吸附并分解污染物，通过纳米金刚石膜的选择性渗透性，可以使废水中的有用金属离子得到回收，达到废物资源化的目的。
五、金刚石在生物医学领域的应用金刚石有着极高的化学稳定性和生物相容性，因此在生物医学领域也有着广泛的应用。
金刚石有很好的生物相容性和优异的生物配偶体材料性质，可用于体内部位的人工修复和替代，特别在人工关节、牙科材料及其他技术中有着广泛的应用。
六、总结综上所述，金刚石材料在工业、电子、环保和生物医学等领域都有着广泛的应用，其强大的物理性质和优异的化学稳定性使其在众多领域中都有着不可替代的地位。
合成金刚石文献综述1 前言金刚石，俗称钻石，在工业和宝石领域都起着重要的作用，在工业领域主要是作为超硬材料在采掘机械的钻头、切割机的刀具、磨具等，宝石用途主要是作为主镶宝石和陪镶宝石。
随着天然金刚石的日渐稀少，人工合成金刚石成为世界各国晶体学研究的重要对象。
在目前的资料中，金刚石具有最大的原子密度（176atoms/nm3），最大可能的单位原子共价键数目，极强的原子键能（7.6eV），这些为金刚石的特殊性质提供了基础。
金刚石是等轴晶系，立方晶胞，它的晶胞特点使得金刚石成为一种极限功能材料：最高硬度（10400kg/mm2），最高热导率（常温下20W/cm.K），最高传声速度（18.2km/s），最宽透光波段，抗强酸强碱腐蚀，抗辐射，击穿电压高，介电常数小，载流子迁移率大，绝大部分金刚石既是电的绝缘体，又是热的良导体，而掺杂后又可成为卓越的P型或N 型半导体。
金刚石在常温下抗所有酸、碱的腐蚀，即便是在高温下也抗所有酸的腐蚀。
在现代社会中，金刚石被广泛的应用到工业、科技、国防、医疗卫生等很多领域当中[1]。
2 正文2.1金刚石的合成理论金刚石的化学组分为碳，它和石墨同为碳的同质异象体，因此，合成金刚石的原理就是借助于金刚石组分为纯碳的特点，设法将石墨在一定条件下转化为金刚石。
目前人工合成金刚石的主要理论有三种，分别为：溶剂论、催溶论和固相转化论[3]。
其中，溶剂论认为，在金刚石热力学稳定的高温高压条件下，在有触媒（比如金属）存在时，非金刚石型碳（比如石墨）溶解于熔融的金属中而形成一般意义上的化学溶液。
当相对于金刚石的溶解度达到过饱和时，金刚石就会从溶液中成核晶出。
无触媒存在时，则认为是在更高的压力和温度下，石墨熔化解体，温度降低时熔体冷凝而得到金刚石。
总之，无论什么条件下。
金刚石形成的前提是石墨的解体。
有触媒存在时金刚石形成的历程可表示为金刚石是在这中胶体溶液过饱和的情况下析出结晶而成；催化论的核心观点认为，高温高压下，熔融的金属仅仅能溶解碳还不够，还必须具有如下作用：或者是金属的原子有吸引石墨原子的电子，从而使其具有形成碳的正离子的能力，或者是金属的晶格可作为金刚石晶体的结晶基底，从而大大降低金刚石的晶出能量。
或者与碳原子形成易分解的某种结合物，以便分解后析出金刚石。
与溶液过饱和理论相比较，此种理论已注意到了金属与石墨除溶解以外的相互作用，这本身就是一大进步；所谓固相转化，是指石墨晶体不经解体而整体地转化为金刚石晶体。
高温高压条件下，没有触媒物质参与时，一种ABCA型结构石墨的c轴压缩大约61.5%，再使每单层上各半的碳原子相对层面上下位移约0.25A就可“扭”成金刚石。
若有金属触媒存在时，在高压使石墨层间距缩短的同时，高温使金属熔融，并使之扩散到石墨每个单层之中，从而使石墨单层被改造成具有金刚石结构的碳原子层，进而将会有金刚石晶体析出[2]。
2.2 金刚石的合成方法及存在问题合成金刚石的方法有很多，其中，常用合成方法主要有：高温高压法、化学气相沉淀法、炸药爆炸合成金刚石纳米粉、金属热解还原催化形成金刚石。
2.2.1高温高压法高温高压法的原理是模拟自然过程，让石墨在高温高压的环境下转变成金刚石。
从热力学角度看，在室温常压下，石墨是碳的稳定相，金刚石是碳的不稳定相，而且金刚石与石墨之间存在着巨大的能量势垒，要将石墨转化为金刚石，必须克服这个能量势垒。
目前使用HPHT生长技术，一般只能合成小颗粒的金刚石，在合成大颗粒金刚石单晶方面，主要使用晶种法，在较高压力和较高温度下(6000MPa，1800K)，几天时间内使晶种长成粒度为几个毫米，重达几个克拉的宝石级人造金刚石。
高温高压法的缺点是：较长时间的高温高压使得生产成本昂贵，设备要求苛刻，而且HPHT金刚石由于使用了金属催化剂，使得金刚石中残留有微量的金属粒子，因此要想完全代替天然金刚石还有相当的距离。
而且用目前的技术生产的HPHT金刚石的尺寸只能从数微米到几个毫米，这也限制了HPHT金刚石的大规模应用。
2.2.2化学气相沉淀法化学气相沉积是通过含有薄膜元素的挥发性化合物与其它气相物质的化学反应产生非挥发性的固相物质并使之以原子态沉积在置于适当位置的衬底上，从而形成所要求的材料。
化学气相沉淀法中金刚石的生长机理包括形核和生长两个过程：一、形核：依据形核工艺的不同，金刚石形核可分为异质形核和同质形核。
异质形核是指含碳活性基团到达衬底表面使得表面碳浓度增大并最终达到可以形成金刚石核心的水平。
同质形核是指通过各种预处理方法在基底表面留下足够多的金刚石籽晶，在随后的生长过程中，金刚石以这些籽晶为核心快速生长。
实验表明，高密度的金刚石晶核有利于金刚石薄膜的生长。
二、生长：金刚石在形核完成之后就进入生长阶段，实质上就是同质外延生长的过程，因此在此过程中大部分碳转化为sp2结构的石墨，有极少部分碳转化成sp3金刚石。
如果能及时有效地除去sp2结构的石墨状碳而留下sp3结构的金刚石碳，就能实现金刚石薄膜的生长。
化学气相沉淀法存在的问题是：气相沉积金刚石薄膜的历史发展到今天，合成技术与金刚石薄膜的性质研究已取得了长足的进步，然而应用开发还存在许多问题，金刚石薄膜异质外延生长的机理还不十分清楚。
非金刚石衬底表面上金刚石异质外延的实现，低温沉积金刚石薄膜、气相合成金刚石中晶体缺陷和杂质的有效控制，金刚石薄膜与其他衬底材料间的附着力的提高以及提高金刚石的生长速度、降低生产成本等都是进一步开发金刚石薄膜工业化应用所需解决的主要问题。
但金刚石作为一种优异的工程材料，由于CVD法金刚石薄膜的成功制备，使得金刚石在科学和工业领域里的应用正在扩大。
2.2.3炸药爆炸合成金刚石纳米粉这种金刚石粉的制备方法与传统的石墨相变法不同，它是以负氧平衡的含碳炸药(如三硝基甲苯，TNT)为原料，在爆轰时由于炸药分子中的氧不足以将全部碳氧化成为CO或CO2，因此爆轰区内存在有游离碳，在爆轰区高压和高温的作用下，这种游离碳可以部分地转化为金刚石。
实验表明只用TNT虽然可以生成游离碳，由于TNT的爆轰压力不高，因而还不能生成金刚石。
用TNT与RDX(黑索金,Hexogen，1,3,5-trimethylene-2,4,6-trinitramine)的混合物就可以生成金刚石。
炸药爆炸法制备的纳米金刚石粉是由炸药中的碳在爆轰反应区中形成的，爆轰产物在冷却介质中淬火，在等熵膨胀区内被部分保存下来。
通过改变炸药组成、初始装药度、装药尺寸核结构、猛炸药的颗粒尺度、炸药中添加物的种类核数量、冷却介质的种类核状态、爆炸室的体积核结构等因素，可以改变反应区中游离碳的数量反应区宽度和反应时间、产物飞散过程等参数，这样就可以控制金刚石的收律、基本颗粒和团聚体的尺寸、表面结构和形貌等，以满足不同应用目标对金刚石性质的要求。
2.2.4金属溶剂热解还原催化合成金刚石在有机合成中利用传统的Wurtz反应：R1X+R2X+2Na→R1-R2+2Na X可以使烷烃链长增加，由此启示如果在适当的温度和压力下面将CCl4和Na反应，碳原子可以连接形成一个三维的网络，如果这样的一个三维网络是sp3杂化的形式的话，那么得到的就是金刚石。
需要注意的是这个过程的操作需要很小心很快的完成，因为Na和CCl4混合，如果处理不当的话，容易发生爆炸。
在这个反应中选择CCl4作为碳源合成金刚石，Na是作为还原剂和熔剂，反应在700℃的条件下进行，需要金属作为催化剂。
尽管产率只有2%，但是确实能够生成金刚石。
这种合成金刚石的方法仍需要改进，对于该的反应动力学过程的控制和理解还有许多工作要做。
寻找一种比较好的催化剂对于金刚石晶体的形成和生长是很关键的。
过渡金属（例如Ni，Co，Mn，Fe和Pt）和它们的合金以及它们的碳化物可能是比较好的催化剂。
另外，用其他的卤代烃作为碳源（例如用C2Cl6，CCl4，CBr4或者是这些卤代烃的混合物）来代替CCl4可能会提高整个过程的效率。
有理由相信金刚石晶种的加入能够提高金刚石的产率。
这种方法可能会为金刚石以及其他碳化物的置备（例如SiC，TiC，WC）提供一种新的方式[2]。
2.3 金刚石的合成现状2.3.1世界金刚石的合成现状1953年瑞典ASEA公司的Liander 等人使用压力球装置，生产出40颗金刚石小晶体，但未正式对外宣布；1955年美国通用电气公司（GE）的F·P·Bundy 等人采用静压熔媒法（简称GE法）成功地合成了金刚石；1959年南非戴比尔斯公司（De Beers）发展了非常类似于美国通用电气公司的合成金刚石的技术──外延生长技术[4]，并于1961年开始合成金刚石的商业性生产；1970年美国通用电气公司宣布合成了克拉级（大于5mm）的宝石级金刚石；1971年前苏联的研究人员也声称他们合成出了宝石级金刚石，但因成本太高，故没有经济效益；1985年日本住友电气工业公司（Sumitomo Electric Industries）合成了黄色宝石级金刚石；1987年戴比尔斯公司合成出了11.14ct的宝石级金刚石（长10mm，宽16mm，略呈黄色，为一完全的单晶体，是在高温高压条件下采用温差法合成），1990年又成功地合成出了质量很好的金刚石单晶，重达14.2ct，1992年则合成出38.4ct 的世界最大的工业级金刚石；1990年俄罗斯宣布了利用“分裂球（split--sphere）法”或称BARS法生长合成出7.5mm，重1.5ct的不同颜色的宝石级金刚石；同年，美国通用电气公司也宣布合成出了具有特殊物理性能的宝石级金刚石。
这表明着金刚石合成技术取得了不断的发展。
2003年美国阿波罗公司合成出达到宝石级单晶，并开始商业性生产。
最近有据报道说，美国华盛顿卡内基研究所地球物理实验室的研究人员已能用CVD法（化学气相沉淀法）非常快速地生产出很大的金刚石。
他们用CVD快速(100μm/h)生产出了10ct、半英寸厚的单晶金刚石，差不多有5倍于用一般高压高温合成方法和其它CVD方法商业性生产的金刚石。
他们还用这种方法生产出了从紫外到红外都是透明的无色单晶金刚石。
有几个小组已开始用CVD生产金刚石单晶，但生产大的无色和无瑕的金刚石单晶体始终是个难题。
2004年，卡内基的研究人员发现，高压高温热处理不仅能优化CVD金刚石的光学性质，而且能提高其硬度。
采用新技术后，现今他们已能够用CVD生产出透明的金刚石而不再需要高压高温热处理。
为了进一步加大合成金刚石晶体的尺寸，他们用CVD顺序地在金刚石基片的6个面上生长宝石级金刚石。
他们宣称，用这种方法能够实现英寸级(约300ct)无色金刚石单晶的三维生长。
2.3.2我国金刚石的合成现状我国的金刚石合成技术与世界先进水平相比，虽然存在着较大的差距，但也取得了一定的研究成果。
