人工合成的金剛石是新材料家族中的佼佼者,其原因是金剛石擁有其它材料所不可比擬的眾多綜合優異特性。因此,幾十年來一直為人們所關注。隨著納米技術的發展,納米金剛石、金剛石薄膜和納米金剛石薄膜的研制成功,其傳奇的特性將得到極大的發揮。本文將已收集的信息匯集起來,也許能幫助讀者對人工合成金剛石的發展最新動態有所了解。
瑞典ABB集團服務中心的簡﹒伊斯伯格等成功制備一種人造金剛石膜,其電學性能和半導體性能不亞于現在常用的半導體硅。據《自然》雜志報道,伊斯伯格領導的科研小組采用微波等離子體化學氣相沉積技術,將甲烷分子分解,其碳原子重新組合,便形成金剛石。純凈的金剛石其實是良好的絕緣體,和硅一樣,如果在其中摻入少量的硼或氮,它就會變成半導體。伊斯伯格正是根據金剛石的這種特性,在甲烷和氬氣的混合物中加入乙硼烷,從而制得摻硼的金剛石,整個制造過程的關鍵在于,他們選擇了工業金剛石晶體作為襯底,有了這個襯底的“支撐”,碳原子才能整齊有序地排列起來,生成新的金剛石膜。利用這種方法制備的金剛石膜有一定厚度,導電性良好。用它做成的電子元器件,如晶體管等,功率輸出和運行速度可與硅晶體管媲美。同時,研究人員指出,即使制造工藝上的問題能得以解決,這也不代表金剛石完全取代硅來制作電子元器件,相反地,金剛石電子元器件將是硅電子產品的一個補充。比如,用這種金剛石膜制作的芯片能在幾百攝氏度的高溫縻正常工作,而硅芯片的工作溫度不能超過150。C,而且金剛石電子元器件的體積可以更小,它將在硅電子產品無法應用的場合發揮無可替代的作用。 金剛石膜邀游太空。“在太空,深圳離我最近,因為深圳雷地公司的產品戴在我頭上”。讓楊利偉發出如此感慨的就是不起眼的金剛石膜,而將這不起眼的金剛石膜做成大產業的是我國“首批863產業化基地”之一的深圳雷地。據悉雷地公司的金剛石膜產品將再次跟隨“神州6號”飛船邀游太空。有人認為,金剛石膜是人類塑料問世以來最偉大的材料發明,也是繼石器、青銅器、鐵器、硅之后標志人類文明進步的第五代材料——碳材料,成為國際上研究的熱點,美、日、俄、英、中等國的材料專家都相繼進入了這一研發領域。如今,這種新材,料正在由航天等尖端領域逐步走進市民的生活,如眼鏡、手機視窗、機盒、化妝盒、汽車視后鏡等都開始使用這類金剛石膜材料。據介紹,鍍上這種金剛石膜的產品可以增強硬度、抗劃傷、防霧、防紫外線等,如果運用到汽車后視鏡,還可以自動清潔后視鏡,開車人士無需為了后視鏡雨天看不清楚而煩惱了。公司正致力于金剛石膜更大范圍的應用和開發。目前,金剛石膜太陽能氫能源生產裝備、金剛石膜太陽能污水(廢氣)處理裝備己研發成功,金剛石膜平面顯示器、金剛石膜高能高密度電容器也即將推出。金剛石膜生產項目投資近2億元,占地約100畝,分三期建設,一期工程在明年初投產后,還可生產金剛石膜PET瓶、金剛石膜高能高密度電容器、金剛石膜疏水玻璃三類新產品,實現年產值10億元人民幣。據悉,金剛石膜包裝材料在包裝領域的應用前景潛力巨大,就目前來說,采用金剛石膜的啤酒瓶可大幅度提高PET的耐熱性和氣體阻隔性,使保鮮期延長到6個月以上。 納米金剛石復合涂層技術成功實現了產業化。納米金剛石復合涂層,既具有常規金剛石層附著力強、耐磨的特點,又具有納米金剛石表面平整光滑、摩檫系數小和容易研磨拋光等優點。納米金剛石復合鍍層拉拔模具,是以硬質合金為襯底,在內孔表面涂覆常規和納米金剛石復合鍍層,并對鍍層進行研磨拋光后得到的一種全新產品,屬國際首創,并具有自主知識產權。上海交通大學開發的納米金剛石復合涂層拉拔模具產品,已由上海交友金剛石涂層有限公司實現產業化,該產品已在江蘇上上電纜集團有限公司、上海華普電纜有限公司等七十幾家生產企業應用,為應用企業帶來了顯著的經濟效益,新增產值14億、利潤4510萬元、稅收6009萬元、節約資金3571萬元。 納米金剛石復合涂層拉拔模具不僅能大幅度延長傳統模具的使用壽命(比硬質合金模具提高10倍以卜),能顯著提高線纜產品質量和檔次,有效節約銅等原材料,減少國家戰略資源鎢的消耗,提高相關行業的生產效率,獲得巨大的經濟效益,對模具行業本身,可以實現以勞動密集、資源浪費型向高新技術、資源節約型轉變,提高我國拉拔模磨具及耐磨器件產品水平以及在國際市場上的競爭力,促進經濟的可持續發展,是采用納米高新技術改造傳統產業的成功示范。 納米材料讓你的汽車更省錢。納米燃油/潤滑油添加劑是由北大李正孝教授采用液相納米組裝技術和幅射化工生產工藝研發生產的。納米燃油添加劑的作用機理是,把水組裝后,水以納米尺度顆粒狀態分散到燃油中,并作為納米尺度的結構單元起作用。這種水顆粒的微爆作用可以讓燃油和空氣混合得更充分,讓燃油燃燒得更充分和均勻,從而提高燃油的燃燒效率和車輛的機械效率,達到節能、環保和增加動力的功效。納米潤滑油添加劑則是通過納米組裝技術組裝納米金剛石,讓它們穩定地分散到潤滑油中去,這樣的潤滑油澄清透明,并改變了摩擦的性質,變滑動為滾動,減少了摩擦損耗,也實現了省油和提高動力的目的。使用這個產品,可節省燃油10%左右,延長換油周期一倍以上。潤滑油添加劑每瓶48元/4ml(使用15000km),燃油添加劑每瓶48元/25m1(處理321L汽油,行駛15000km,需要3.75瓶添加劑,折合180元)。在一個換油周期里,100km油耗8L的轎車可省192L油,約720元。因延長換下油周期而少做兩次保養,可節約230元,扣除購買成本,凈省700元。 超分散lnm球金剛石潤滑油添加劑產品成功推向市場,不僅為廣大車主節約了汽油、潤滑油,維護保養費等開支,更延長了汽車的使用壽命,同時汽車操作起來靈活快捷。更重要的是減少了廢氣排放40%以上,對改善我國大城市的空氣污染極為重要。假若全國3000萬輛車都使用這種節能添加劑,年節約燃油將達到670萬噸以上,對緊張的能源將是一項巨大貢獻。