纪念我国人造金刚石诞生60周年系列访谈活动——王明智

发布时间：

2023-12-13

       今年是我国第一颗人造金刚石诞生60周年。为此，中国机床工具工业协会超硬材料分会组织开展主题为“六秩金彩，硬领未来”的纪念活动。60周年系列访谈，邀请行业专家，讲述奋斗故事。本期我们邀请到燕山大学王明智教授，共同了解金刚石材料在高等教育中的发展变迁。

记者：王教授，燕山大学当初是如何设立材料专业的？又是怎么开始进入超硬材料行业研究的？

王教授：1958年，哈工大分校独立变成了东北重型机械学院，到1985年，当时的学校领导决定把学校搬迁到一个适合的地方，最后选到了秦皇岛，搬迁也是经过主管部门允许的，所以在报告的时候，当时机械部的高教司建议说，在学校搬迁的同时，也要进行专业的扩编，现在超硬材料还没有一个本科教学的这样的一个专业，你们是不是可以在这方面建个专业？所以在这种情况下，我们就考虑建一个超硬材料专业，然后进行了调研，当时到了郑州三磨所，还有中磨公司，特别是到了郑州机专，当时接待我们的是王秦生老师，他当时是磨料磨具专业的系主任，他为我们提供了很多的超硬材料专业的教学大纲，还有他们当时所用的教材。所以说，我们就是在这种情况下，进入到超硬材料行业中来。

记者：王教授，您主持承担了国家85科技攻关项目，“超硬材料镀覆技术”这个项目的故事您能给我们分享一下吗？

王教授：进入超硬材料之后，我们和中磨公司的院兴国在座谈时，他就提出这么个问题，说现在这个金刚石表面如果能够金属化，将对金刚石和结合剂之间的结合性能提高会有很大的作用。我们就开始了这方面的研究和探讨，当时因为我们没有科研费，很多的专用设备是买不起的，所以说我们就从各个地方，甚至在废铁堆里找一些能用的零部件，然后组装成最初的小设备。这一次能制作几百克拉，把这个样品拿给一个用户去实验获得了非常好的效果。在北京的时候，我们去了机械部科技司，当时别的项目都没有了，说正好有个85攻关项目正在申报过程中，你们可以去参与一下，最后定下来，我们可以参与这个（项目申报），并且获得了最初的经费。从那之后，我们开始了金刚石表面镀钛技术的研发和应用开发。

记者：超硬材料镀覆技术究竟是一个怎样的技术？您能给我们详细讲一下吗？

王教授：是这样，金刚石它这个优点，有时候也是个缺点，比如说它和其它的物质接触的时候不容易发生键接，特别是金刚石做成工具，要求金刚石和结合剂之间有一定的结合，使它避免非磨削脱落，这样的话能够大大提高它的利用率，而金刚石表面镀钛，这样钛和金刚石之间形成碳化钛，就解决了这样的一个问题。

记者:王教授，您作为高校教师，又参与行业工作多年，对于行业年轻人，您有什么想要分享的吗？

王教授：我觉得比较自豪的就是培养出来的一批学生，这批学生在咱们超硬材料行业，不管是做领导的，还是做普通技术人员的，我觉得他们都做的很好，那么他们做的好，最主要的原因是什么呢？就是说是对这个行业的热爱和一个坚持。我们这个行业， 几百人就是一个很大的企业了，所以说你做的好不好，和你个人的表现和你所学的专业知识非常有关的，所以说希望能够坚持下去，这样的话，才能把你的闪光点、专业方面的知识才能应用出来。

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金刚石在航空航天领域的应用前景

金刚石微粉的主要应用

金刚石微粉作为一种超硬磨料，具有无比优越的研磨能力，日益受到各工业发达国家的高度重视。金刚石微粉的研磨能力包括对工件的磨削能力和它本身的耐磨损和抗粉碎能力，取决于其显微硬度、粒度、强度、颗粒性状以及热稳定性和化学稳定性。概括起来说，金刚石微粉用作磨料有三大方面； （1）用于树脂粘结工具、金属粘结工具以及电镀工具的制造。 （2）用于工业上、科学上和医学上各种精密元器件的精密或抛光加工。 （3）作为精细磨料用于模具加工、宝玉石抛光加工、宝石轴承加工制造。 金刚石微粉的应用除了用作研磨材料之外，另一大用途就是用作功能材料。例如利用其热学性质和电学性质等。用金刚石微粉混合到热固性树脂聚合物、纤维素、酚酸树脂或者陶瓷片之中，可制成一种具有提高热导率和降低热膨胀性的新材料。把金刚石微粉混合到金属片，如片或不锈钢片可制成具有热导率高、热膨胀性低而重量轻的新型片状材料，在电子工业中可做成高密高能器件用于热控制。 从金刚石用作研磨材料的形式来说，根据有关资料公布的数字，全世界在工业上消耗的金刚石微粉６０％以上是用来制成钻石膏、金刚石微粉混合物和金刚微粉研磨液。

纳米金刚石的用途之精密仪器的超精抛光

我们将纳米金刚石加入到介质当中制成纳米金刚石抛光液，现在主要分为水性抛光液及油性抛光液。 由于纳米金刚石抛光液中纳米金刚石粒子超硬超硬，用它可以去除材料表面细小的凹凸不平，抛光后材料表面的粗糙程度可降低到纳米级，从而使得材料表面光洁度极高。目前纳米金刚石抛光液可用于半导体硅片抛光、计算机磁头的抛光、精密陶瓷加工、宝石抛光、光学玻璃抛光加工等领域。 现在由于计算机的发展，人们对计算机存储的容量要求不断提升，这使得我们要去制造容量更大的磁盘。近年来计算机磁盘储存容量也一直在提高，但是随着储存容量的提高，带来的问题是磁盘与磁头间隙越来越小，已趋近于10NM，磁头和磁盘的表面粗糙度、划痕和杂质粒子均会对计算机磁盘造成损害，由于磁盘与磁头的间距已经到了纳米级，微米级的抛光液已经达不到抛光要求，所以只有纳米级的金刚石抛光液可以满足这一方面的要求。我们拿来纳米金刚石抛光液对计算机磁头进行抛光，发现经过抛光后确实大大提高了磁头表面的光洁度，测得此时的表面粗糙程度为0.09~0.40nm，而采用普通抛光液抛光后磁头的表面粗糙程度为0.45~0.80nm，相比之下纳米金刚石抛光液的效果要好得多，从而计算机磁头的质量也得到提升，我们就可以生产出更精密，储存容量更大的计算机磁盘。抛光时值得注意的是，由于计算机等电子产品最忌腐蚀的产生，所以一定要控制好抛光液的酸碱度，研究发现抛光液的PH 值控制在6.5~8之间较为适宜。由于阴离子Cl-和SO2-的含量会决定抛光液的酸碱度所以在制备用于计算机磁头抛光的抛光液时要控制好Cl-和SO2-的含量，同时注意观察PH值。

山东金属粉末液压机的特性

山东金属粉末液压机适用于粉末干式压制的全自动控制成型，广泛应用于电子、粉末冶金、软磁工业、导电干式压制成型、化工、汽车制造、医药、能源环保工业、玩具工业等。适用的干压粉末包括：黑色和有色金属粉末、电子陶瓷粉末、铁氧体、稀土粉末、硬质合金粉末、PTFE、金刚石和石墨粉末等。 山东金属粉末液压机液压传动系统由动力机构、控制机构、执行机构、辅助机构和工作介质组成。动力机构通常采用油泵作为动力机构，一般为一体式油泵。为了满足致动器运动速度的要求，选择一个或多个油泵。低压齿轮泵;中压叶片泵;高压柱塞泵。各种塑料材料的压力加工和成形，例如不锈钢板和钢板的挤压、弯曲、拉伸以及金属零件的冷压，也可用于粉末制品、砂轮、电木和树脂热固性制品的压制。