代晓南，白 玲，栗正新，刘俊龙

(1.郑州职业技术学院材料工程系，郑州 450001；2.河南工业大学材料科学与工程学院，郑州 450001；3.郑州新亚复合材料有限公司，郑州 450001)

引言

聚晶金刚石(polycrystalline diamond，PCD)是继人造金刚石单晶之后发展起来的新型超硬材料。凭借其较高的硬度、耐磨性、导热性、耐腐蚀性等性能，在一系列用于车削、镗孔、铣削和开槽加工操作的高性能工具中，有很大的潜力取代硬质金属、陶瓷和天然金刚石，广泛应用于汽车制造、航空航天、家居建材、石油勘探等领域。通常PCD按照粘结剂的不同可划分为三个种类：粘结剂以Fe、Co、Ni等金属为主的金属基PCD；粘结剂以SiC、TiC、WC、TiB2等陶瓷为主的陶瓷基PCD；以石墨或非石墨碳源在超高压-高温条件下合成的纳米聚晶金刚石。

1 聚晶金刚石发展历程

金刚石破碎料在生产过程中产生大量金刚石微粉，而如何有效利用这些微粉一直到20世纪60年代出现了金刚石微粉烧结工艺，才得以解决，即聚晶金刚石的产生。1964年GE公司首次以“某些金属添加剂能使金刚石与金刚石之间产生直接结合”申请专利。1966年DeBeer公司的Blainley[1]采用与碳具有亲和性的金属为结合剂制备出PCD。1967年苏联高压所[2]人工合成了巴拉斯及卡布纳多。1970年美国Hall[3]和Stromberg[4]完成烧结金刚石的实验。1972年正式商品化生产，主要应用于机械加工刀具，到1976年正式成为石油、地质钻头专用产品。1979年美国GE公司首次以硅合金浸渍结合得到聚晶金刚石烧结体。我国聚晶金刚石的发展也是比较早的。1964年郑州三磨所与济南铸造锻压所联合设计制造了我国第一台铰链式六面顶压机，为后期PCD的研制打下基础。……