超硬材料行业大揭秘！超硬专家谈金刚石微粉五十年发展简史
 一、超硬材料微粉发展简史

       1、金刚石微粉的研制

       人造金刚石的研制成功及小批量投产，为我国人造金刚石微粉的研制和发展提供了原料来源。为满足国民经济发展的需要，三磨所王文标等于1966年4月至1968年6月在文化大革命的过程中完成了“研究与制定人造金刚石微粉的制造工艺”，随后即转入了中间试验，为我国第一个金刚石专业生产厂－第六砂轮厂微粉车间的建造及全国十几个厂的推广试生产（如第二砂轮厂、上海砂轮厂、武汉军区712厂、北京钻探工具厂、长沙矿冶研究院等）和超硬材料微粉的工业化生产提供了成套工艺参数，为以后行业微粉的大发展在技术上奠定了基础。

       2、柘城金刚石微粉的发展

       20世纪80年代初，柘城县国营拉丝模厂建立了第一个金刚石微粉生产车间，1986年前后柘城县又建立了第一个民营企业－泰风金刚石微粉厂。1988年机械电子部机床工具工业局和中国磨料磨具工业公司，根据中共中央、国务院“关于加强职工教育工作的决定”和机械部（86）教函字199号文件，关于《七五》开展工人中级技术培训的目标要求，由中国磨料磨具工业公司组织编写并出版了一套“磨料磨具工人中级技术理论培训教材”，包括由院兴国编著的《超硬材料提纯分选检测工艺学》等全套书共九本170万字。随后柘城地区金刚石微粉就是以“超硬材料提纯分选检测工艺学”为蓝本，像雨后春笋般一下涌现出数十家民营金刚石微粉厂。

       20世纪90年代初，随着国防、机械、光学工业迅速发展的需要和金刚石生产的大发展，为金刚石微粉生产提供了充足的原料来源，促使金刚石微粉超常规发展，使柘城地区金刚石微粉生产厂猛增到100多家，涌现出了像泰风金刚石微粉厂、柘城县金鑫磨料磨具有限公司、柘城县新源超硬材料制品有限公司、柘城县金日金刚石磨料磨具有限公司、柘城县华鑫超硬磨料磨具有限公司、河南省惠丰金刚石有限公司等具有规模的生产企业。这些企业当时年产量在200-1000万克拉的金刚石微粉厂也为数不多，而年产金刚石微粉在100-200万克拉的小厂不少。这些企业的产品以内销为主，通过外贸公司出口销售为辅。

       归纳起来：90年代柘城地区金刚石微粉生产是厂多规模小、生产条件差、生产工艺落后、技术力量薄弱、管理水平差、质量控制手段落后，很难保证产品质量，亟待整顿提高。但是，这些都为柘城金刚石微粉产业的发展奠定了基础，是21世纪已建立起的现代化金刚石微粉企业的雏形。

       3、立方氮化硼微粉的研制

       三磨所在进行人造金刚石中间试验的过程中，在3MN两面砧超高压高温装置上，以HBN为原料、金属镁为溶剂开展了CBN合成工艺的试验研究，于1966年11月成功的获得了第一颗立方氮化硼，随后转入了中间试验，为CBN微粉的研制提供了原料。

       三磨所院兴国于1978年2月至1979年12月完成了“CBN微粉的制造工艺及应用研究”，为促进黑色金属与有色金属机械加工中研磨抛光技术的进步，奠定了良好的物质基础，是我国超硬材料的又一新进展，也为第六砂轮厂、河南富耐克超硬材料有限公司、郑州中南杰特超硬材料有限公司等CBN微粉的生产及应用提供了整套工艺参数。

       4、爆轰法合成纳米金刚石

       1963年前苏联用混合炸药采用爆轰法合成了超分散金刚石（简称UDD）——纳米金刚石，1984年前苏联开始了纳米金刚石工业化生产及应用研究。1988年美国和德国报道了关于采用爆轰法合成UDD的试验及UDD的性能数据。

       我国于20世纪90年代初开始采用爆轰法合成纳米金刚石的研究，中科院兰州化学物理研究所于1993年成功制备出纳米金刚石。此后，北京理工大学、第二炮兵工程学院、西北核技术研究所等都先后开展了纳米金刚石的合成及应用开发。在2001年至2007年间，在甘肃、陕西、深圳、河南等先后建起年产量在1000万～2000万克拉的纳米金刚石生产线。

       目前，在规模生产和拓宽应用研究的企业有北京国瑞升、深圳市金刚源、河源中联纳米等。四川久纳新材料有限公司是我国首家采用瞬态超高压、高温爆炸合成金刚石微晶多晶体的公司，已批量生产出0-0.2μm至8-16μm共14种粒度的产品供应国内外市场。

       为了促使我国纳米金刚石产业能更快更好的发展，若能把材料、制品与应用的各路大军组织起来，解决纳米金刚石生产和应用中的瓶颈问题，它必将导致该领域产生更大的飞跃，此举攸关重大。因此可以说纳米材料，当然也包括纳米金刚石将成为21世纪材料科学领域中的一颗大放异彩的明星。

       二、金刚石微粉发展现状

       颗粒大小包括几个层次：纳米1-100nm、亚微米0.03-1μm、微粒1-10μm、细粒10-100μm、粗粒0.1-1mm等等。金刚石微粉就其粒度而言属于80μm以细的粉体。

       纳米颗粒与亚微米颗粒与粗粒粉体相比，其比表面积和比表面能明显增大，因此在生产过程中颗粒相互之间的作用力大大增加。由此可见，金刚石微粉的生产过程存在一定的难度，这不仅仅是颗粒细化和粒度分级的过程，同时还伴随着晶体结构和表面物理、化学性质等变化。所以说金刚石微粉的生产工艺是一个涉及机械、粉体工程、力学、物理、化学、矿物加工、现代仪器与测试技术等多学科的工程技术问题。

       金刚石微粉生产中常采用的生产工艺是：

       金刚石原料→粉碎→整形→酸处理→水洗→超声波分散处理→粒度分级→单号粒度酸碱处理→烘干→粒度检查→称重、包装、入库。

       从上述生产流程来看，金刚石微粉是一种劳动密集型的生产方式，需耗费大量的人工劳动和时间，而且生产效率很低。为满足国内外客户对不同产品使用的要求，从54-80μm至0-0.1μm要分级出18或24种规格，所以生产周期较长。

       进入21世纪，尤其是近10年以来，微粉之乡——柘城微粉行业受到县委县政府高度重视。积极响应河南中原经济区建设的发展战略，按照县政府的统一规划，柘城县金刚石微粉厂纷纷走出家庭作坊式生产，连排集群入驻县高新技术开发区，建起一座座标准化厂房，增添了设备、改进工艺进行金刚石微粉规模化生产。

       改革开放带来了我国经济的腾飞，也给超硬材料微粉的发展带来了勃勃生机。全国金刚石生产的大型企业集中在河南，由于超硬材料原料充足，超硬材料微粉的规模化生产企业也集中在河南。其中黄河旋风、豫星华晶微钻、中南杰特、富耐克、飞孟金刚石、亚龙超硬材料、联合磨料磨具等为主的企业在2011年生产的金刚石微粉年产量约6亿克拉，加上河南柘城地区金刚石微粉年产量4亿克拉左右，共10亿克拉；而我国南方（如湖南凯特、长沙金晶、深圳市纳镁金刚石等）和北方（如北京国瑞升、北京新世纪北极星、天津乾宇超硬科技等）微粉企业的年产量约2.5亿克拉，河南省金刚石微粉年产量约占全国金刚石微粉总量的80%。所以河南无愧于金刚石微粉生产大省，随着国内外市场的扩大，产能提升的需要，在金刚石微粉生产工艺、品种、质量等方面我们应该抓住机遇，增强信心，统筹当前与长远，更加注重拓宽增长空间，更加注重提高增长质量。（来源：超硬材料网）