超硬材料化學(xué)重點(diǎn)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)

超硬材料化學(xué)重點(diǎn)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)一、超硬材料概述1.超硬材料定義a.超硬材料是指具有極高硬度和耐磨性的材料。b.超硬材料廣泛應(yīng)用于切削、磨削、拋光等領(lǐng)域。c.超硬材料主要包括金剛石、立方氮化硼等。2.超硬材料特性b.耐磨性：超硬材料具有優(yōu)異的耐磨性能，不易被磨損。3.超硬材料應(yīng)用a.切削工具：超硬材料可用于制造刀具、鉆頭等切削工具。b.磨削工具：超硬材料可用于制造磨具、磨頭等磨削工具。c.拋光工具：超硬材料可用于制造拋光輪、拋光布等拋光工具。d.耐磨部件：超硬材料可用于制造軸承、齒輪等耐磨部件。二、金剛石1.金剛石結(jié)構(gòu)a.金剛石是碳的同素異形體，具有立方晶系結(jié)構(gòu)。b.金剛石晶體中，每個(gè)碳原子與其他四個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵。c.金剛石晶體具有極高的硬度和耐磨性。2.金剛石制備a.高壓高溫合成法：通過(guò)在高溫高壓條件下，將石墨轉(zhuǎn)化為金剛石。b.化學(xué)氣相沉積法：利用氫氣和甲烷等氣體，在催化劑作用下，在基底上沉積金剛石薄膜。c.溶液法：將石墨溶解于特定溶液中，通過(guò)控制溶液條件，使金剛石晶體析出。d.激光燒蝕法：利用激光燒蝕石墨，產(chǎn)生金剛石粉末。3.金剛石應(yīng)用a.切削工具：金剛石刀具具有極高的硬度和耐磨性，適用于加工硬質(zhì)合金、陶瓷等材料。b.磨削工具：金剛石磨具具有優(yōu)異的磨削性能，適用于磨削硬質(zhì)合金、陶瓷等材料。c.拋光工具：金剛石拋光輪具有極高的拋光效果，適用于拋光寶石、光學(xué)器件等。d.耐磨部件：金剛石軸承、齒輪等耐磨部件具有較長(zhǎng)的使用壽命。三、立方氮化硼1.立方氮化硼結(jié)構(gòu)a.立方氮化硼是氮和硼的化合物，具有立方晶系結(jié)構(gòu)。b.立方氮化硼晶體中，氮原子和硼原子形成共價(jià)鍵。c.立方氮化硼晶體具有極高的硬度和耐磨性。2.立方氮化硼制備a.化學(xué)氣相沉積法：利用氨氣和甲烷等氣體，在催化劑作用下，在基底上沉積立方氮化硼薄膜。b.熱分解法：將氮化硼前驅(qū)體在高溫下分解，立方氮化硼粉末。c.溶液法：將氮化硼前驅(qū)體溶解于特定溶液中，通過(guò)控制溶液條件，使立方氮化硼晶體析出。d.激光燒蝕法：利用激光燒蝕氮化硼前驅(qū)體，產(chǎn)生立方氮化硼粉末。3.立方氮化硼應(yīng)用a.切削工具：立方氮化硼刀具具有極高的硬度和耐磨性，適用于加工高溫合金、硬質(zhì)合金等材料。b.磨削工具：立方氮化硼磨具具有優(yōu)異的磨削性能，適用于磨削高溫合金、硬質(zhì)合金等材料。c.拋光工具：立方氮化硼拋光輪具有極高的拋光效果，適用于拋光寶石、光學(xué)器件等。d.耐磨部件：立方氮化硼軸承、齒輪等耐磨部件具有較長(zhǎng)的使用壽命。四、超硬材料發(fā)展趨勢(shì)1.新型超硬材料研發(fā)a.超硬材料的研究方向包括新型金剛石、立方氮化硼等。b.新型超硬材料具有更高的硬度和耐磨性。c.新型超硬材料在制備工藝和性能方面具有優(yōu)勢(shì)。d.新型超硬材料在應(yīng)用領(lǐng)域具有廣泛前景。2.超硬材料制備技術(shù)改進(jìn)a.提高制備工藝的穩(wěn)定性，降低生產(chǎn)成本。b.開(kāi)發(fā)新型制備技術(shù)，提高超硬材料的性能。c.優(yōu)化制備工藝，提高超硬材料的純度和質(zhì)量。d.推廣應(yīng)用新型制備技術(shù)，提高超硬材料的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。3.超硬材料應(yīng)用領(lǐng)域拓展a.拓展超硬材料在航空航天、汽車(chē)制造等領(lǐng)域的應(yīng)用。b.開(kāi)發(fā)超硬材料在生物醫(yī)學(xué)、電子信息等領(lǐng)域的應(yīng)用。c.提高超硬材料在傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的性能和效率。d.推動(dòng)超硬材料在新興領(lǐng)域的應(yīng)用，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。[1]，.超硬材料制備與應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2018.[2]，趙六.金剛石與立方