摘要：金刚石是自然界极为稀有的一种矿物。早在公元前三千年就在印度被发现，是一种富有神秘传奇色彩的古老晶体。通过千百年来的不懈技术探秘与观测，逐渐地认识到金刚石是一种集力、电、光、热、声等众多特性于一体的，是在迄今已知其它任何材料不可比拟的材料，这正是这些难能可贵的综合优异特性，而使得它的用途成为材料极致，具有材料王者之风范。虽然千万年的时光已逝去，而堪称为古老的金刚石晶体却永葆青春，其长盛不衰，服务于人类社会无边的境地，所以我们再给其一个“万寿无疆”之材的美誉。本文所说现代工业与科技发展离不开金刚石是个涉及范围非常宽阔、内容非常丰富的话题，由于编幅所限，在此不可能展开来阐述，所以只是来了个点到为止。

　　关键词：金刚石 现代工业与科技 离不开

　　钻石(Diamond)，又名金刚石源自希腊Adamds，意指不可征服或不能超越之物。

　　如所周知，材料原分三大类，即坚硬的陶瓷、导电的金属及柔软的塑胶，然而金刚石不属于传统材料，它的性质超乎寻常以致成为终极的材料之王。

　　金刚石的极端性质，具有王者的风范，因此它的用途也就成为材料的极致。金刚石不仅在性能上超越传统材料，在许多的应用领域中金刚石更成为唯一的能者(Enabler)。工业金刚石为各种产业的尖端材料，是不能替代的另类物质。

　　表1、 终极材料钻石的性质及应用
　　最高声速—高音喇叭 最大硬度—超级磨料 最尖利度—手术刀片
　　最强抗压—超高压机 超半导体—高速晶片 最优热电—太阳电池
　　最速传热—散子界面 高折射率—光学透镜 抗幅射性—粒子侦测
　　高电阻值—绝缘基材 终极抗蚀—化学护膜 负阴电性—场发射器
　　低摩阻力—轴承滑面 耐温度差—高速雷达 低热胀率—钻硅晶圆

　　由上述可见，没有任何其它物质可这么多优点于一身。因此，金刚石终必成为最有用的工业材料。金刚石材料的应用若能普及，将使人类物质文明达于颠峰，进入永远的“金刚石时代”。由于没有任何物质可以取代金刚石，“金刚石时代”来临后将不再替代。随着人类科学技术的进步，每一时代都发展出新的材料。以下是一些较为典型的现代工业领域中应用事例中的点滴。

　　1、高精度与超高精度超硬材料砂带的研究，现代材料加工总体朝着高精度、高效率和专用的方向发展，特别是在国防工业、集成电路、信息技术产业等领域，精密与超精密磨削加工对提高产品性能具有很大的作用。目前，精密磨削通常是指加工精度为3～0.3μm和表面粗糙度Ra0.3～0.03μm的加工技术，超精密磨削则要求加工精度达到0.3～0.03μm，粗糙度达到Ra0.03～0.005μm。由于超硬材料砂带的基本特性，将其应用于精密与超精密磨削是未来的主要方向之一，因此，研制精密与超精密磨削专用超硬材料砂带必然是将来的主要研究方向;

　　2、随着现代机械加工的不断发展及各种新型材料的不断出现，对加工精度和表面粗糙度的要求越来越高，相应的先进磨削技术和磨具，尤其是涂附磨具向更高效、高寿命和超精密的方向发展。超硬材料涂附磨具的研制和使用悄然兴起，在涂附磨具中的占有率逐年增加，在汽车、电子工业、玻璃、宝石、不锈钢、淬火钢等难加工材料的特殊加工领域中得到了应用。国外在汽车工业中，汽车车身的抛光和发动机曲轴、凸轮轴的加工都是用高档涂附磨具，其中很大比例是超硬材料涂附磨具。

　　3、CVD金刚石膜材料是21世纪最具发展前景的功能性材料，利用性能优异的高质量CVD金刚石膜替代天然金刚石制作超精密刀具可以降低生产成本，打破国外技术垄断，减少国内精密加工领域对国外技术的依赖。超精密金刚石刀具用途广泛，军事领域可用于航空仪表轴承、雷达波导管、光学器件、高能烟速器等精密仪器的加工。在民用领域，如隐形眼镜的加工，眼科手术，人体器官移植，多种新型产品装饰加工等，是超精密制造中不可缺少的工具。

　　表2 超精密切削加工应用领域

　　4、随着我国汽车工业的发展，汽车总量不断增长，已经成为润滑油的主要消费大国，石油资源消耗在快速增长，资源总量不断减少，环保问题日益突出。为了达到节约机油的要求，加入摩擦改进剂可以减少摩擦，降低摩擦阻力，将是改善燃料经济性的有效途径。目前，国内汽车厂商推向的常规换油期为5000km，延长换油期是发展趋势。利用纳米金刚石作为减摩抗磨剂研制的发动机油可使发生卡咬的负载提高2.7倍，卡咬时间延长50.8倍，同时油温降低16℃，平均节约燃油高达11.96%，机油使用期延长至15 000km以上[3]。我国的环保法规和发动机油标准正在与国际接轨。研发具有自主知识产权的中、低SAPS(sulphatedash，phosphorous and sulphur)，即低硫酸盐灰分、磷和硫含量节能、环保、长寿命发动机油势在必行。研发新的抗磨性能更好的添加剂利取代传统ZDDP添加剂是降低发动机油硫磷的有效途径。用纳米金刚石可以生产中、低SAPS含量节能、环保、长寿命发动机油，完全符合新型发动机油的发展趋势

　　5、由于具有厚度薄、精度高、刚性好以及切割锋利、工件切缝窄、材料损耗少、切割表面质量好等特点。因此，高精度超薄片超硬材料切割砂轮(直径为50～200mm、孕压厚度0.1～1.0mm、厚度公差±0.002～0.005mm、平行度或平面度小于0.002～0.005mm，内孔精度为H6，同心度＜0.01mm)在国际上被广泛应用于计算机、微电子、光电子、通讯等电子信息领域所属的有关行业。用于贵重半导体材料、磁性材料、超导材料、脆性材料的精密细微切割和开槽，成为计算机硬盘及软盘磁头、大规模集成电路、光通讯元器件、移动通讯器件制造中不可缺少的必备高档工具。国外拥有超薄片制造技术的国家主要是日本、美国等电子信息技术领先的发达国家，且技术处于封锁垄断阶段。于是，在一定程度制约着我国电子信息领域产品的快速更新与发展，也影响了该领域企业经济效益的提高[4]。