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金剛石微粉是以亞毫米級金剛石單晶為原料,經破碎、整形和一系列的物理化學處理而制出的顆粒形狀規整,符合一定粒度分布的粉體。它是目前世界上最高級最精密的超硬磨料,廣泛用于機械、電子、冶金、建筑及國防等各個領域。它既可作散粒磨料使用,又可制成研磨膏、研磨片、精磨片、珩磨油石、拋光液、多晶金剛石復合片及砂紙使用。
圖源:三磨所
金剛石微粉按晶體結構可劃分為兩類:絕大多數是單晶,但也有少數多晶(聚晶)。
根據分級手段及方法的不同,又可將金剛石微粉分為普通微粉、精微粉、超精微粉等。
目前,金剛石微粉的應用主要在樹脂磨盤、線鋸、陶瓷結合劑工具、電鍍工具等領域。值得一提的是,金剛石微粉的精細化分類隨金剛石工具的發展越來越精細,同時應用到金剛石工具中的微粉粒度也越來越細,然而,金剛石工具產業對這種較細粒度金剛石微粉的用量相對較少。
因此,大量的細粒度金剛石微粉積壓。對此,解決的方法有兩種,第一,提升金剛石工具產業對細粒度金剛石微粉的用量,這有待于整個行業技術的提升;第二,將細粒度金剛石微粉制成團聚磨料等,使其成為較粗粒度尺寸的金剛石微粉團簇,以擴大其應用領域。結合劑將細粒度金剛石團聚為大顆粒金剛石磨料,其具有磨削力小、加工質量高、自銳性好等特點,,是較為可行的一種方式。
“團聚”金剛石微粉
深圳中機新材料有限公司(簡稱中機新材)是一家專注于高硬脆材料和高性能研磨拋光材料的技術研發、生產及銷售的高新技術企業。有近百項發明專利,榮獲2022年中國創新創業大賽全國賽新材料組優秀企業獎。尤其在第三代半導體晶圓研磨拋光應用領域,公司取得多項關鍵性技術突破,持續為客戶高質量穩定供應。
公司與日美韓外國專家建立研發合作平臺,博士、碩士及本科以上技術研發人員占比近10%,能為客戶提供一整套從切削、研磨、拋光及超鏡面的加工工藝流程及耗材,并可根據客戶現場設備環境制定特殊產品。
圖源:中機新材
其中,金剛石及金剛石微粉的技術研發是非常重要的一環。
團聚多晶金剛石是在2018年開始出現的一個概念,經過2年半的核心技術團隊研發,中機新材在技術上突破傳統,制造出“團聚”金剛石微粉,它是由精處理金剛石顆粒+結合劑,經過特殊工藝處理集合在一起團聚成多個球型金剛石,結構可類比石子混凝土的一種新型超硬超細磨料。
“團聚”金剛石微粉
團聚金剛石微粉是擁有類球形外觀特征,微觀呈現多刃結構,略呈天然礦物光澤的團聚金剛石磨料。球形顆粒從內到外都是金剛石混合包裹,粉體能夠持續起到研磨作用,并且研磨過程中保持高磨削力,可以做到其他金剛石磨料無法達到的表面質量。
團聚金剛石微粉粒度分布和應用場景
與傳統的單晶/多晶金剛石磨料形成鮮明優勢對比,能最大程度降低企業加工成本,且團聚成球型率極高、劃痕少,粗糙度好。大小粒徑可根據客戶需求進行研發定制,目前,已經成熟應用于陶瓷、藍寶石、碳化硅等硬脆材料的精磨領域。
中機新材團聚金剛石粉產品展示
硬脆材料領域
各種模具產品
未來與發展
可持續性發展,一直是我國重要的發展戰略。 團聚金剛石微粉作為碳化硼的替代品,有效減輕了客戶的環保負擔,同時也減少了對環境影響。更重要的是,它作為核心原材料,不僅能夠配制成高效的研磨液,還能夠拓展至研磨墊、砂紙、研磨刷、拋光皮乃至減薄砂輪等一系列研磨拋光產品,構建起全方位、多層次的解決方案,真正實現了“一材多用,萬象更新”的愿景。
展望未來,隨著制造業加速向智能化、綠色化、服務化轉型,金剛石微粉將賦予研磨拋光達成更高的處理效率與表面質量效果,引領行業向可持續發展邁進。
參考來源:
1.中機新材官網
2.張書達等:金剛石微粉和拋光液的制造工藝檢測技術及應用. 超硬材料工程
3.成曉哲等:陶瓷結合劑金剛石團聚磨料探索. 金剛石與磨料磨具工程
(中國粉體網編輯整理/輕言)
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