金刚石表面镀覆技术与应用的研究进展

朱振东，刘 豪，张 甜，肖长江，栗正新

(河南工业大学 材料科学与工程学院，郑州 450001)

1 前言

1.1 金刚石表面镀覆制品概述

金刚石制品已经在加工工业中得到广泛应用，但随着人们对加工精度和加工效率的需求提高，现有的金刚石制品已经很难满足高精尖市场的要求。主要原因是金刚石与大部分金属、陶瓷等均具有较高的界面能，使得金刚石与基体结合力较差，容易造成金刚石的早期脱落。例如，在以Fe，Cu，Co，Ni等为主的结合剂制成的金刚石工具中，由于以共价键结合的金刚石晶体存在与上述结合剂无化学亲合力、界面不浸润等原因，金刚石颗粒只能被机械地镶嵌在结合剂基体中。在磨削力的作用下，当金刚石磨粒被磨露到最大截面之前，胎体金属就失去了对金刚石颗粒的卡固而自行脱落，使金刚石工具的使用寿命和加工效率降低，因此，金刚石的磨削作用得不到充分发挥[1]；其次，金刚石锯切和钻进工具多用粉末冶金法生产，烧结温度一般高达900℃，而金刚石在空气中加热到700℃ 左右时，就开始氧化失重，抗压强度下降；而到1000℃以上金刚石就发生石墨化，从而大大影响金刚石的使用效果[2]。如何提高金刚石与结合剂的粘结强度，同时提高金刚石在高温下的稳定性成为当下金刚石工具的研究热点之一。其中最常用的方法之一就是使用表面镀覆的金刚石。

金刚石表面镀覆是在金刚石表面均匀地包覆一层金属、金属化合物或金属薄膜。按金属和金刚石连接方式可划分为两类：一类是金属和金刚石无界面反应的金刚石表面镀覆，如机械包覆、物理沉积、化学沉淀等；……