金刚石涂层制备原理和技能
在相对比较低压力和温度条件下，采用在基底上外延准稳态法和碳的等离子体沉积法可获得人工金刚石膜；在5～11GPa压力，1200～2300K温度范围内，凭借Catalytic(催化媒)的催化效果，熔媒法可将石墨转化为金刚石；继续升高温度和压力，石墨可直接转化为金刚石结构，即直接法人工金刚石。此外，在相对高压低温区使用爆破冲击合成法可得到纳米结构金刚石。可以根据以上理论，开展金刚石刀具制备。 国外金刚石涂层刀具制备方面如美国sp3专业金刚石涂层公司现已推出产品，德国推出纳米金刚石Balinit Diamond涂层刀具。Zecha刚采用多层涂层技能来克服金刚石涂层刀具结合力弱和外表粗糙问题，如图6所示。瑞士爱恩邦德推出金刚石涂层刀具产品，日本黛杰DIJIE在硬质刃口预先开设一空槽，填入金刚石微粉，再统—烧结形成石墨专用金刚石PCD全体铣刀。OSG制备了超微粒结晶金刚石涂刀具(晶粒仅为1µm)。
金刚石材料特性： 金刚石为单—碳原子的结晶体，金刚石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是sp3杂化共价键，具有及强的结合力、稳定性和方向性。人工合成金刚石性能取决于sp3杂化共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)。独特的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。
