單晶金剛石在研磨拋光中的應用

(1)單晶金剛石超精密加工工具

　　單晶金剛石在機械領(lǐng)域主要的應用是作為精密超精密切削的加工工具,例如光學(xué) 曲面超精密加工。超精密加工技術(shù)高低決定了一個(gè)地方制造水平的高低。超精密加工可 分為超精密切削、超精密磨削、超精密研磨拋光和超精密特種加工等。其中,超精密切 削相對于后三種來(lái)說(shuō)加工效率較高,而超精密切削是將材料“整塊去除”而不是將材料 磨成粉末,從這個(gè)角度看,超精密切削更加節能,同時(shí)加之加工后試件表面質(zhì)量不比超 精密磨削和拋光差,因此近些年超精密切削受到各國的高度重視。在超精密切削中,高 質(zhì)量的工具是極為重要的一個(gè)因素,單晶金剛石以其高硬度、高度度、較好的耐磨性和 耐腐燭性成為公認的理想的超精密工具材料。

　　(2)單晶CVD金剛石半導體微電子襯底

　　與多晶金剛石材料不同,單晶CVD金剛石材料不存在大量的晶界和缺陷,晶格結 構與現有的單晶桂極為相似,同時(shí)在電性能上卻超過(guò)單晶桂材料。金剛石應用于更 高性能的肖特基二極管,將使計算機的性能成百倍的增長(cháng)?，F己能夠生產(chǎn)極高純度的單品CVD金剛石,應用在電子設備和傳感器等新型電子產(chǎn)品領(lǐng)域。在該材料中,平均含 有的雜質(zhì)原子為兩億分之一,并于2010年應用于量子計算機的研究當中。

　　(3)單晶金剛石光學(xué)元件

　　金剛石材料有著(zhù)優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)。在現有材料中,擁有寬的光譜波段(從紫外線(xiàn) 到遠紅外及毫米波微波的低吸收率),再加上其高硬度、高導熱性、化學(xué)惰性和極低的 熱膨脹系數,使其成為光學(xué)元件的好材料。目前元素六公司己經(jīng)成功開(kāi)發(fā)出_ ?種專(zhuān)門(mén) 用于光學(xué)領(lǐng)域的特殊光學(xué)級的單晶CVD金剛石材料。該材料的雙折射率很低并且較大 光譜波段內光學(xué)吸收率低,是制造激光元件的優(yōu)先材料。

　　(4)單晶金剛石傳感器

　　金剛石的所有極端特性,特別是它的硬度、耐磨性和化學(xué)惰性,都可以應用在傳感 器上。金剛石對水中更廣范圍的雜質(zhì)更敏感,所制成的傳感器比其它材料制成的傳感器 性能更優(yōu)越。

　　(5)單晶金剛石高性能結構零件

　　拉絲模和噴射喉管的要求與切削工具相似,現己是廣泛應用的產(chǎn)品。航空航天極為 重要的軸承采用的是金剛石材料,這樣可以在無(wú)潤滑惡劣條件下較長(cháng)吋間保持高精度。 還有應用于手術(shù)刀,保護鍛膜,壓頭等方面。 上述大部分應用對金剛石材料表面粗糙度要求較高,?-般要求低損傷甚至無(wú)損傷的 納米級表面粗糖度的表面,而合成出的金剛石材料可以擁有較光滑的表面,但是形狀和 尺寸往往不是所要求的,需要進(jìn)行研磨、拋光加工,這就要求加工技術(shù)可以獲得較好的 表面粗糖度。因此,加工技術(shù)水平的高低對金剛石零件性能的好壞有重要影響。