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奈米鑽石特性及運用

根據俄羅斯奈米鑽石專家瓦利裡尤裡耶維奇 多爾馬托夫發表的資料，對奈米鑽石的應用做一簡要介紹：


1，奈米鑽石與金屬複合鍍層
鍍附後零件使用壽命提高1～9倍.鍍層厚度可降低1～2倍.電鍍時採用標準電鍍設備.金屬鍍層中的鑽石含量平均為0.3～0.5重量%.當鍍層厚度為1微米時鑽石耗量為0.2克（1克拉）/m2.


2，奈米鑽石拋光液
奈米鑽石拋光液以 其優異的性能廣泛應用於半導體矽片拋光、電腦硬碟基片、電腦頂頭拋光、精密陶瓷、人造晶體、硬質合金、寶石拋光等領域。俄羅斯用奈米鑽石拋光石英、光學玻璃等，其拋光表面粗糙度達到1nm。 奈米鑽石的應用顯示出很多優點。由於超細、超硬，使得光學拋光中的難題迎刃而解。精細拋光是光學拋光中的難題，原工藝方法是把磨料反復使用，需要幾十小時，效率很低。現在使用了奈米鑽石，使拋光速度大大提高。拋光相同的工件所需的時間僅需十幾小時至幾十分鐘，效率提高數十倍至數百倍。以下是奈米鑽石眾多應用實例中的若干事例。從這些事例中不難得出，奈米鑽石能夠適應與滿足超精加工發展的需求。
 
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3，奈米鑽石—聚合物複合體
納米鑽石聚合物複合體應用於航空，汽車，拖拉機，船舶製造業，醫學，化工，石油化工，截止閥，保護層和耐磨塗層.已研製出氟彈性橡膠和聚矽氧烷基高效塗層.聚異戊二烯橡膠，丁苯橡膠，丁腈橡膠和天然橡膠的彈性強度性能得到大大改善.在橡膠中添加奈米鑽石可平均降低磨損2～4倍，提高耐斷裂性能30%，提高破壞溫度15%.
含有奈米鑽石的環氧樹脂膠具有更高的粘附性和內聚性，聚合物中迦奈米鑽石可提高其強度，耐磨性和抗熱老化作用. 1000公斤橡膠（聚合物）耗用奈米鑽石1～5公斤，1000m2聚合物塗層耗用鑽石1～5公斤.
 
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4，奈米鑽石加在潤滑油，冷卻液中
奈米鑽石在潤滑油，潤滑脂和冷卻液中的應用主要用在機械業,金屬加工，發動機製造，船舶製造，航空，運輸.潤滑油中加入奈米鑽石可提高發動機和傳動裝置工作壽命，節約燃油機油，摩擦力矩降低20～40%，摩擦表面磨損降低30～40%.1000公斤機油耗用奈米鑽石0.1～0.2公斤. 奈米鑽石應用在潤滑油中必須要解決其穩定懸浮問題，目前已有公司解決了這一問題。
 


5，燒結體
奈米鑽石在磨料磨具領域主要用來與過渡金屬混合製造高強度低氣孔率的鑽石燒結體，其顯微硬度可達6000～7000kg/mm2.可用來加工軟或脆性材料，加工表面粗糙度很低.如果預先外延生長碳或添加靜壓合成的鑽石微粉，在10～12GPa壓力下燒結獲得的鑽石聚晶顯微硬度可達天然鑽石單晶的水平.做成鑽頭鑽高強度岩層可達到或超過CB-СП（俄羅斯）聚晶的使用性能.壓制靜壓合成的鑽石微粉時，將奈米鑽石作為矽浸漬料的組份，幾乎可將燒結 體成品率提高一倍，抗壓強度由1.7GPa提高到2.2GPa.這種燒結體用作鑽頭的切削元件.
 
 


6，磁性記錄系統
奈米鑽石還可用在磁帶，磁片等磁性記錄載體中，起耐磨添加劑和物理改性劑的作用.在電化學塗附複合磁性記錄薄膜時添加奈米鑽石，以改善磁性記錄裝置的性能.添加奈米鑽石可減小鐵磁材料顆粒，提高記錄密度，降低磨料磨損和摩擦係數.



7，添加到金屬間化合物中
含有奈米鑽石的銅，錫，鋅金屬間化合物可用做工作條件非常惡劣的摩擦部件，這時塑性和液體潤滑材料常常被擠出來.奈米鑽石對於銅鋅或銅錫合金是理想的組份材料（含量不超過15體積%).加入奈米鑽石後使摩擦力降至1/2～1/6.
 


8，醫學上的發展
奈米鑽石所含的碳和氮，都是生物體內最常見的元素，因此與生物體具有高度的相容性，對人體蛋白質具有超強吸附能力的特性，目前科學家選擇運用奈米鑽石作為導彈(註)，攜帶抗癌藥物至癌細胞週邊，未來可望奈米鑽石在生物醫學的檢測上扮演重要角色。

註：奈米鑽石表面經處理後可以吸附藥物，再利用紅血球將奈米鑽石帶到癌細胞週邊，釋放藥物，因此選擇奈米鑽石來做為生物體內的導彈。
 
 



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