納米金剛石 開創新領域
新材料的研發是我國重點發展的高新技術領域之一，而納米材料又是其中的佼佼者。據權威機構推測2010年全世界納米材料市場規模已超過2000億美元。隨著國際科技進步及工業向高精尖的發展，納米技術已成各國競相發展的重要領域之一。真正批量生產粒徑為幾個納米的材料只有納米金剛石等少數幾種。
金剛石又叫鉆石。談到鉆石人們首先想到的往往是最珍貴的飾品，但其絕大多數應用在工業和科研領域。它具有多項世界第一：硬度、折光率、導熱率、聲速最高，而熱脹系數、摩擦系數最小，且化學性質最穩定。納米金剛石既具有金剛石的特性，又具有納米材料的特性。因而它的功效是其它諸多材料無法比擬的。在精密拋光、高性能潤滑、電鍍、復合材料等領域中的應用是其他材料無法替代的。許多領域在試用納米金剛石之后，收到了遠遠超乎預料的奇特效果。無怪乎它被一些科學家和工程師稱為二十一世紀的“神圣材料”和“工業維他命”。但在我國，它的廣泛應用尚處于啟蒙階段，其前景不可估量。
目前，我國在納米金剛石的制造領域，從產能上已走在世界前列，但在應用領域比獨聯體及歐美日韓等國還有許多差距。
納米金剛石主要是用負氧平衡法引爆炸藥制取的，通常稱之為爆轟法。它可大批量制造出粒徑小于20納米，平均粒徑位于2～6納米。它的單位質量顆粒數量級高達1018粒/克，所以它的納米材料之優異性能表現得淋漓盡致。而目前其它納米材料批量制造的大多是20納米以粗。
由于粒徑小到納米級，表面原子所占比例可達百分之幾十。這使得它的許多理化指標與靜壓法生產的金剛石差別較大。
納米金剛石的應用領域極其廣泛，應用的難點在于如何避免團聚而使其保持超分散狀態。天津市乾宇超硬科技有限公司利用自主知識產權，通過專有的表面改性工藝，使其長期處于超分散狀態，從而使它的優異性能得到較好的發揮。該公司在一些領域做出了許多有益的探索。
納米金剛石潤滑油
由于油中加入納米金剛石后，滑動摩擦變成滾動摩擦，摩擦副表面逐漸改性，形成又硬又滑的金屬碳化物。因而它的減摩抗磨效果是用有機化工的辦法無法比擬的。臺架實驗表明：在EQ6100-1型汽油機上使用納米金剛石發動機油后，輸出功率平均提高4.2%，最高可達6.4%。燃油消耗率平均降低4.7%，最高可達10.3%。氣缸壓力提高28.9%。怠速轉速提高10.2%。發動機怠速碳氫化物排放降低60%，氮氧化物排放降低20.5%。總之，發動機動力性、經濟性和排放性均有較大改善，氣缸密封性提高，且具有較好的減摩效果。對發動機具有免
拆卸清洗功能，冬季更易點火，發動機油的使用周期成倍延長。納米金剛石磨合油可使發動機的磨合時間縮短30～50%，汽缸壓力提高7～10%，缸套硬度增加10～20%，粗糙度明顯改善，磨合油使用周期大大延長。
納米金剛石渦輪蝸桿油可使磨損量減小30%～80%，機械效率提高2%，對摩擦副具有自修復功能。納米金剛石液壓導軌油可使油膜的勁度系數提高20%。
納米金剛石潤滑油用于多種運轉設備，如發動機、空氣壓縮機、真空泵、減速機、齒輪傳動系統等，均可降低設備的震動和噪聲。由于它對摩擦副具有特殊的改性和自修復功能，因而可使設備更長時間處于最佳工作狀態。
納米金剛石拋光液
納米金剛石拋光液與納米硅溶膠相比拋光效率可提高4倍，表面粗糙度顯著降低。用其對碳化硅晶體、藍寶石、硬盤磁頭、微晶玻璃等難加工的硬脆材料進行拋光，近年來發展極快。對碳化硅晶體拋光后其表面粗糙度可達0.1～0.3納米。
這可使計算機的硬盤表面達到超光滑，從而滿足當前存儲密度達到15.5Gb/平方厘米的最高要求。
納米金剛石涂料
將納米金剛石分散到多種涂料中均可使其性能得到明顯改善。涂料有一個重要的技術指標耐擦洗次數，一種內墻涂料加入納米金剛石后可使其數值由200～300提高到3000以上。一種水泥建筑物用的柔性涂料中加入納米金剛石，可使拉伸強度和斷裂伸長率同時提高近二成，而用其它方案是不可能同時改善的。耐腐蝕性亦可成倍提高。一種金屬材料用水性涂料加入納米金剛石后，置于5%鹽水浸泡，起泡時間由100多小時延長到600多小時。
初步試驗表明，表面改性適宜的納米金剛石對皮膚癌細胞的殺傷力接近70%，而對正常細胞沒有副作用。
天津市乾宇超硬科技有限公司的納米金剛石發動機油經專家鑒定達到國際領先水平，拋光液達國際先進水平。前者先后獲天津市技術發明獎、中國機械工業科學技術獎，并已獲國家環保部科技成果證書，被認定為天津市節能產品。為便于長途運輸和出口，特研制了系列納米金剛石潤滑油精，一般按2～5%加入到相應的市售潤滑油中，即可使其性能得到改善，而原油的理化指標基本不變。許多高校的研究證明了油精的奇特功效。僅加入2%油精即可使摩擦系數降低27%，摩擦功耗降低18.4%；加入3%油精可使油膜承載能力可提高95.2%；加入5%油精可使AISI1045鋼磨損量減少82%。目前，該公司已有納米金剛石潤滑油精和納米金剛石拋光液產品批量上市。
此外，納米金剛石在復合材料（橡膠、塑料……）、復合涂層和環保領域均顯示了優異性能。加有納米金剛石的塑料膜極易附著在金屬上而不需要加粘結劑。加入納米金剛石的硅膠其強度可提高1～3倍。在Cr鍍液中加入納米金剛石，可使沖模壽命提高10倍以上。原鍍金鍍層厚4微米，加入納米金剛石后可使鍍層減少至2微米而保持鍍層完整無空洞，其耐磨性還大幅提高。鍍后表面色澤與不加納米金剛石的一樣。原鍍1平方米需80克金，而加納米金剛石后僅需40克金，可節省1萬多元，其中僅需加入0.4克納米金剛石。除了上述在發動機油中可明顯減低尾氣發放外，它還可有效地過濾重金屬和放射性物質。在溶液中，1克納米金剛石可吸附50克Ni。潤滑油使用周期延長不僅提高了用戶的經濟效益，其本身就是對環保的巨大貢獻。
因此，有關專家認為，推廣應用納米金剛石是利國利民的大好事，是低碳經濟的促進劑。但由于其超前較大，或者說過于超前，國人知者甚少，因而應大力宣傳。專家們建議，政府有關部門應給予資金和政策的大力支持，否則，只是出口大量的原材料，而真正的經濟效益和社會效益都落在了發達國家里面。
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