团聚金刚石微粉：绿色制造的多功能研磨解决方案

金刚石微粉是一种以微米或亚微米级别的高纯度单晶金刚石为原料，经过破碎、整形、分级等一系列物理化学加工工艺制备的高性能超硬材料。这种微粉颗粒具有高度均匀的形貌及严格控制的粒径分布，确保其在精密加工中的优异性能。作为目前全球最精密的超硬磨料之一，金刚石微粉在机械加工、电子制造、冶金工业、建筑工程以及国防科技等众多领域中得到了广泛应用。

其用途多样，既可以直接作为散状磨料应用于研磨与抛光过程，也可用于制造各类高效的研磨与抛光产品，如研磨膏、研磨片、精磨片、珩磨油石、抛光液、多晶金刚石复合片及金刚砂纸等。金刚石微粉因其超强的硬度、优异的耐磨性和热稳定性，尤其在高精度加工、超硬材料加工以及要求极高表面质量的工艺中，展现出无可替代的优势。因此，它已成为高精度制造领域不可或缺的重要材料之一。

金刚石微粉透射电镜图 图源：公开网络

根据晶体结构的差异，金刚石微粉通常可分为两大类：一类是占主导地位的单晶金刚石微粉，另一类是较少见的多晶（或称聚晶）金刚石微粉。单晶金刚石微粉具有较高的硬度和较强的耐磨性，适用于大多数常规精密加工场合。而多晶金刚石微粉则因其多晶结构具有更好的韧性和断裂自锐性，尤其在高要求的超精密加工及特种材料的研磨和抛光中表现出优势。

此外，依据颗粒大小及分级方法的不同，金刚石微粉还可以细分为普通微粉、精微粉和超精微粉等多种等级。普通微粉一般用于粗加工、表面处理及一些常规抛光应用；精微粉则广泛应用于高精度磨削和抛光工艺中，确保更高的加工质量；而超精微粉则专用于超高精度的纳米级加工和光学表面的抛光，能够满足极端严格的加工公差和表面光洁度要求。

目前，金刚石微粉的主要应用集中在树脂磨盘、线锯、陶瓷结合剂工具和电镀工具等领域。随着金刚石工具行业的快速发展，金刚石微粉的精细化分类也逐渐变得更加严格和细致，应用于这些工具中的微粉粒度也逐步向更细的方向发展。然而，尽管超细粒度的金刚石微粉技术在不断进步，金刚石工具行业对这些细粒度微粉的需求量却相对较少，导致大量细粒度金刚石微粉的库存积压。

针对这一现象，目前有两种解决方案。首先，提升金刚石工具产业对细粒度金刚石微粉的需求量。这需要整个行业的技术革新，尤其是针对超高精度加工工具的创新，以便细粒度金刚石微粉的性能得到更充分的发挥。其次，开发细粒度金刚石微粉的其他应用途径。比如，可以通过团聚技术将细粒度金刚石微粉制成团聚磨料，即将细颗粒聚集为较大粒度的团簇。这种方法能够扩展其应用领域，使其在更多加工场景中得到有效利用。

团聚磨料的结合剂能够将细微的金刚石颗粒聚集为更大尺寸的磨料，这些团簇材料在加工过程中表现出低磨削力、较高的加工质量和良好的自锐性。这种方式不仅能够提高金刚石微粉的附加值，还能有效缓解库存积压问题，是一种具有较大可行性的解决方案。

   “团聚”金刚石微粉

团聚金刚石微粉是一种具有类球形外观、微观结构呈现多刃特征，并略带天然矿物光泽的创新型金刚石磨料。该材料由大量金刚石颗粒混合包裹而成，从颗粒的内核到外部均为金刚石，使其在研磨过程中能够提供持续稳定的磨削性能。与传统单晶或多晶金刚石磨料相比，团聚金刚石微粉具有显著优势，它不仅能提供更高的磨削力，还能显著提升加工表面的质量，达到传统磨料难以实现的效果。

“团聚”金刚石微粉 图源：公开网络

团聚金刚石磨料在加工过程中展现出多方面的优势：首先，其球形结构确保了更均匀的研磨力分布，减少了加工过程中的划痕和表面粗糙度，尤其适用于高精度的表面处理。其次，团聚成球率高，粉体在使用中磨损均匀，能够最大限度降低企业的加工成本，提高生产效率。此外，这种磨料的粒径大小可以根据客户的具体需求进行研发和定制，确保其在不同应用场景中的最佳性能。

   展望

目前，团聚金刚石微粉已被成功应用于硬脆材料的精密加工领域，特别是在陶瓷、蓝宝石和碳化硅等材料的精磨中表现出优异的加工效果。其在这些领域的成熟应用不仅证明了其卓越的研磨性能，还展示了其广泛的市场潜力和前景。

可持续发展一直是我国的重要国家战略之一。团聚金刚石微粉作为碳化硼的替代材料，不仅有效减轻了客户的环保压力，还显著减少了对生态环境的负面影响。这种替代方案体现了绿色制造与环保责任的完美结合，助力企业在提升加工效率的同时，实现更加可持续的生产模式。

更值得一提的是，团聚金刚石微粉不仅作为一种核心原材料在精密加工中发挥作用，还因其优异的性能，具备广泛的应用潜力。它可以用于制造高效的研磨液，并进一步延伸到研磨垫、砂纸、研磨刷、抛光皮和减薄砂轮等多种研磨抛光产品。这种材料的多功能性不仅为客户提供了全面的研磨解决方案，还降低了对多种不同材料的依赖，极大拓展了其应用场景。

通过团聚金刚石微粉的广泛应用，不仅提升了生产的精度与效率，还推动了“绿色化”“高效化”的制造趋势，实现了“一材多用，万象更新”的发展愿景。这种创新材料的出现，不仅代表着行业技术的进步，更彰显了环保与经济效益的双赢模式。

   第八届国际碳材料大会暨产业展览会

第八届国际碳材料大会暨产业展览会（Carbontech 2024），将于12月5-7日在上海新国际展览中心召开。

超精密加工技术已成为现代机械制造技术的前沿，尤其在半导体产业链中的重要性日益突出，如晶圆切割、抛磨、3D集成等工艺的实现离不开超精密加工设备与材料。随着“低空经济”产业的飞速发展，碳纤维等功能材料的加工也对超精密工艺提出了更高要求。同时，金刚石等超硬材料在新兴领域中如何结合半导体和航空航天等产业，也是当前行业探索的重点。

Carbontech 2024论坛将聚焦这些关键技术与应用需求，设置超硬材料及超精密加工论坛，探讨新一代芯片制造及航空航天的关键工艺以及应用器件对加工工艺、材料、设备的需求，同时将针对抛磨切等超精密加工难题进行详细讨论。论坛涉及三大主题：超精密加工技术及工具在半导体领域的应用；超精密加工技术与工具在航空航天中的应用解决方案；先进激光加工工艺、装备与应用。

同期，展会将会针对金刚石及其功能化应用主题、半导体超精密加工设置10000㎡专题展区，将展示最新金刚石晶圆、量子钻石、热沉金刚石等功能化产品及相关器件，欢迎莅临现场交流、合作。

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Carbontech 2024 W1馆部分参展企业：

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