 金刚石一直以来被人们称之为超硬材料，这主要是由于金刚石具有硬度高、耐磨性强、强度高等性能，至今金刚石的应用领域，包括各种金刚石工具主要也是利用了金刚石在硬度和耐磨性以及强度方面的性能，被广泛应用在切割抛磨等领域，因而金刚石被人们称之为“工业牙齿”，其实金刚石的性能远远没有被充分开发和利用，例如金刚石的化学性能稳定、耐腐蚀、生物无毒性、散热率高、热膨胀系数小等性能，因而金刚石应该称之为极限功能材料，因开发其功能性。纳米金刚石是开发金刚石功能性的一个最佳载体，但是目前纳米金刚石只有炸药爆轰法可以实现工业化量产，虽然这种纳米金刚石早在上个世纪80年代就已经被前苏联科学家成功制备出来，但是由于本身存在着分散性差等原因一直没有被广泛应用，为此我们开发了一种分散性良好的单晶纳米金刚石，该材料与爆轰法纳米金刚石的具体性能检测对比如下： 01 TEM 不同粒度的单晶薄片状纳米金刚石形貌图  爆轰法纳米金刚石形貌图  从TEM图我们可以清楚地看出单晶薄片状纳米金刚石的形貌是完全不同于爆轰法纳米金刚石，单晶薄片状纳米金刚石的形貌是一种薄片状，且厚度均匀，厚度小于10nm，且分散性良好，粒度均匀，爆轰法纳米金刚石是呈团聚状态的无规则颗粒，SAED和HRTEM分别显示了薄片状纳米金刚石是一种单晶结构和强结晶性，而爆轰法则是多晶结构和弱结晶性，同时存在着无定型碳杂质。 02 XRD 不同粒度单晶薄片状纳米金刚石XRD谱图。  炸药爆轰法纳米金刚石的XRD谱图。  从XRD表征结果可以明显地看出单晶薄片状纳米金刚石的结晶性能远远强于爆轰法纳米金刚石，单晶薄片状纳米金刚石的主衍射峰(111)晶面的半高宽FWHM远远低于爆轰法纳米金刚石，且衍射峰强也远远高于爆轰法纳米金刚石，且爆轰法纳米金刚石在20°~40°之间存在着一个明显地非晶包，这都说明单晶薄片状纳米金刚石的结晶性远远强于爆轰法纳米金刚石。 03 粒度分布 某一粒度的单晶薄片状粒度分布图  爆轰法纳米金刚石粒度分布图  从粒度分布图可以看出单晶薄片状纳米金刚石粒度分布窄，炸药爆轰法纳米金刚石的粒度分布要宽，这意味着单晶薄片状纳米金刚石粒度分布比炸药爆轰法更加均匀。 04 固体核磁 单晶薄片状纳米金刚石固体核磁表征结果。  爆轰法纳米金刚石固体核磁表征结果。  从固体核磁表征结果看，单晶薄片状纳米金刚石只含有一种碳原子，即sp3杂化碳，而爆轰法纳米金刚石则存在着两种不同的碳原子，这说明这两种纳米金刚石在碳原子构造方面也存在着不同。 05 红外光谱 某一粒度单晶薄片状纳米金刚石红外光谱图。  爆轰法纳米金刚石红外光谱图。  从红外光谱表征结果来看，单晶薄片状纳米金刚石与爆轰法纳米金刚石其表面的官能团是不同的。 06 分散稳定性 单晶薄片状纳米金刚石实物分散效果图。 爆轰法纳米金刚石实物分散效果图。 从上图可以明显地看出单晶薄片状纳米金刚石的分散稳定性及分散浓度均远远强于爆轰法纳米金刚石，单晶薄片状纳米金刚石分散效果图均为几个月静止后的效果图，没有发现沉淀现象，且单晶薄片状纳米金刚石在水中会自动分散，而爆轰法纳米金刚石在静止2天后发现爆轰法纳米金刚石已经完全沉淀(国内某公司产品)。 综上所述，单晶薄片状纳米金刚石相比爆轰法纳米金刚石而言是一种全新的纳米金刚石产品，它具有形貌规则、粒度均匀、结晶性强、表面官能团丰富、分散稳定性良好等优点，为纳米金刚石的批量应用打下了良好的基础。 如有需求请联系 武艳强 15838299370 第六届国际碳材料大会暨产业展览会 金刚石论坛 2021.11.18-20日 上海跨国采购会展中心 Carbontech 传播碳材料领域前沿资讯，带您进入碳时代！ 455篇原创内容 公众号 |
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