在傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域，金剛石微粉以其出眾的硬度主要用于切削和研磨用途，常見應(yīng)用例如金剛磨盤、切割刀具、金剛鉆、拋光劑等。但1963年，蘇聯(lián)科學(xué)家以碳基炸藥爆炸出納米金剛石后，經(jīng)年累月的研究發(fā)現(xiàn)它除了具備金剛石的固有特性，還具備納米材料特有的比表面積大和量子效應(yīng)等特點(diǎn)，其熱、磁、光、電特性不同于正常粒子，從而使其應(yīng)用在機(jī)械加工、光學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。

金剛石硬特性的常見應(yīng)用領(lǐng)域

天鑒碳材料有限公司是全球極少數(shù)能夠工業(yè)量產(chǎn)納米金剛石的高科技企業(yè)，與奔馳、寶馬、施耐德、圣戈班、施華洛世奇、洛克希德馬丁、3M、GE、波音、蘋果、休斯、特斯拉、空客、三星、TDK、京瓷、松下、NCT、臺積電、富士康、比亞迪、中石油等知名企業(yè)建立了合作，天鑒碳材料30多年的行業(yè)歷程中服務(wù)世界500強(qiáng)超過50家。

天鑒董事長張洪濤先生透露，目前天鑒金剛石微粉產(chǎn)品自100納米以下細(xì)分為75nm、70nm、60nm、50nm直至30nm、20nm、10nm、5nm甚至1-2nm等眾多規(guī)格，產(chǎn)能達(dá)到3000萬克拉/月之多，而基于納米金剛石的產(chǎn)品以粉體、液體、膏狀以及各種復(fù)合材料等多種形式呈現(xiàn)，從國防、航天到汽車、手機(jī)，從軍工到民用，可謂用途廣泛。

導(dǎo)熱——金剛石的導(dǎo)熱率達(dá)到 2000W/(m·K),比石墨烯低,但比其他材料都高得多。石墨烯導(dǎo)電,而金剛石不導(dǎo)電,屬于絕緣材料,因此金剛石更適用于絕緣應(yīng)用領(lǐng)域。

案例——衛(wèi)星等航天器在太空要不斷面對極熱與極寒兩種環(huán)境切換，極熱時(shí)要利用冷卻液快速散熱，極寒時(shí)又要求冷卻液不能凝固，改性納米金剛石在去離子水中呈絮狀分散很好地勝任苛刻要求。隨納米金剛石技術(shù)發(fā)展，成本降低，金剛石的液冷散熱方案也已開始進(jìn)入手機(jī)、5G、半導(dǎo)體等行業(yè)的視線。

生物醫(yī)藥——金剛石具有化學(xué)惰性、生物相容性和穩(wěn)定性等良好的性能.納米金剛石在生物成像、生物印記、生物傳感、靶向特定細(xì)胞藥物傳輸和人體組織工程等領(lǐng)域的應(yīng)用得到了快速發(fā)展。

案例——納米金剛石的晶體表面有許多官能團(tuán)，能和藥物以共價(jià)鍵或非共價(jià)鍵的方式結(jié)合，把藥物運(yùn)輸?shù)桨屑?xì)胞、靶器官來發(fā)揮藥性，比如吸附胰島素、溶菌酶、柔紅霉素等等；納米金剛石無毒無光致漂白劑，但是可發(fā)熒光，可以用于細(xì)胞標(biāo)記。

納米復(fù)合材料——納米級金剛石與納米硅粉、納米陶瓷和各種納米金屬復(fù)合，可制造出新型的納米結(jié)構(gòu)材料，因其獨(dú)特的性能，可制造半導(dǎo)體器件，集成電路元件和微機(jī)零件。

案例——電動汽車普及風(fēng)暴下，充電樁作為必備配套設(shè)施的市場廣闊，而高壓觸頭正是關(guān)鍵接觸元件之一，其在電路閉合中必須具備良好的物理化學(xué)性能，才能保證導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐燒蝕、耐磨損以及環(huán)保要求，傳統(tǒng)合金和貴金屬含鉻電觸頭一般只能滿足一部分，犧牲另一部分，銅、銀等金屬-金剛石復(fù)合材料的問世，迅速成為引領(lǐng)行業(yè)的新一代替代解決方案。

其他還有高分子復(fù)合材料，可以用于大型和高速飛行器輪胎，可以用于軌道交通尼龍防震器件；陶瓷復(fù)合材料則被日本知名企業(yè)用于生產(chǎn)氮化鎵半導(dǎo)體；石墨烯復(fù)合材料更是這兩大明星碳材料的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手……

天鑒碳材料有限公司董事長張洪濤

天鑒碳材料董事長張洪濤從1989年創(chuàng)辦天鑒以來，就已經(jīng)意識到高端專用化是金剛石微粉行業(yè)未來的發(fā)展方向，所以他一直堅(jiān)定地不斷提升產(chǎn)品品質(zhì)、注重創(chuàng)新，研發(fā)生產(chǎn)高端微米亞微米納米工業(yè)金剛石。公司納米金剛石市場目前已廣泛涉及光伏、藍(lán)寶石、發(fā)動機(jī)清洗、深海防腐涂料、精密醫(yī)療器械、激光雷達(dá)、5G、第三代半導(dǎo)體晶圓、超精密陶瓷、高端復(fù)合涂層、高端合金復(fù)合材料、新能源電池以及導(dǎo)熱等。

受篇幅和小編見識所限，了解更多精彩內(nèi)容敬請期待7月13-15日，2022年中國先進(jìn)碳材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展（太原）論壇，來自張洪濤先生的報(bào)告——萬能新材料-納米金剛石（鉆石）。

粉體圈 郜白

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