纳米级金刚石的合成及其应用(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表:2007-06-28 人气:1

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配制催化剂。爆轰合成的纳米级金刚石和无定形碳，有很大的比表面积，含有各式各样的表面官能团，活性很强，用其配制催化剂，可提高活性数据促进有机化合物的相互作用［6］。　　
制备纳米复合结构材料。把纳米级金刚石与纳米硅粉、纳米陶瓷和各种纳米金属复合，可制造出新型的纳米结构材料，因其独特的性能，可制造半导体器件，集成电路元件和微机零件等［5］。

3　国内研究状况　　

国内研究纳米级金刚石技术起步较晚，目前从事这一研究的单位有北京理工大学、第二炮兵工程学院、兰州化学物理所等少数单位。我们历经三年多的探索研究，自行设计制造了制备纳米级金刚石的大型封闭式爆炸容器，配制了相应设备，进行了一系列爆炸实验;研究了负氧平衡炸药爆炸生成纳米级金刚石的机理;研究了装药组分、形状、爆温、爆压、以及急速冷却和压力保持对金刚石产率的影响;研究了产物回收与纳米级金刚石的提纯技术。现在超细金刚石产率已达到装药量的10%，提纯度已达到97%，粒度均匀，平均粒径5 mm，已具备产业化生产的基础。　　

为了寻找应用领域，我们与西安交通大学合作，利用纳米金刚石微粉的特性，研制开发了一种高效专用内燃机磨合油（MR—OIL）。经过实验室理化指标测试和发动机实车台架试验，证明该油品能显著缩短时间、提高磨合品质、改善发动机配合副表面耐磨性能、延长发动机使用寿命，实现了发动机磨合与表面改性有机结合。我们与北京天工表面技术有限公司合作，用纳米级金刚石增强其“天工”牌系列金属修补剂（用于各种工程机械、各种管路在不同环境下修补）。经实验测定，抗拉强度提高71.98%，扭转强度提高19.75%，耐磨性提高154.82%，我们与西安交大电子材料与器件研究所合作，将纳米金刚石与纳米硅进行复合，把纳米金刚石与有机玻璃复合，研究开发新形电子器件材料。我们还将与第四军医大学合作，用纳米金刚石粉作为生物抗体的载体，由于这种金刚石粉具有很好的表面惰性，不含重金属杂质，因此不会使生物抗体发生结构和性能上的变化，不会影响其功能的发挥，有可能在医疗上得到广泛的应用。

4　前景展望　　

用爆炸法制备的纳米级金刚石是由纳米尺寸的圆球形颗粒组成的材料，具有一系列特殊的结构和性能。从目前国外的研究开发动向来看，此种金刚石的应用前景广阔。例如：用作玻璃、半导体、金属和合金表面超精细加工抛光粉的添加剂；作为磁柔性合金成分制备磁盘和磁头；用作生长大颗粒金刚石的籽晶；用作强电流接触电极表面合金成分；制备半导体器件和集成电路元件（金刚石和类金刚石薄膜异向外延，金刚石半导体晶体管，可见和紫外波段发光二极管，蓝光和紫外光发光材料，集成电路的高热导率散热层）以及用于军事隐身材料等许多领域，并取得一定的进展。 (

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