金刚石微纳米粉体机械法制备新技术

项目概况

目前，国内外解决作为世界上已知的最硬材料——金刚石的超细粉碎问题，即超硬粉体

机械法制备超细粉碎技术，一般很难突破现有的微米级水平。成果应用非线性振动理论，创

建高振动强度振动磨系统，振动强度设为 10-16，围绕非线性振动与高振强所带起的诸多问

题，构建双质体振动结构，采用非线性振动系统，实施亚近共振方法，辅以变频技术，解决

超硬粉体不细化、易团聚等问题，已进入亚微米或纳米级水平。

本项目具有国际先进水平，拥有自主知识产权。

主要特点

在样机研制和金刚石微粉的振动试验中，掌握 K 值在上述区间范围变化时粉碎粒度向

纳米级细化的条件，使目前国内采用振动磨粉碎方法对金刚石粉体进行粉碎徘徊在 μｍ级

水平上的现状得以突破。体现了成果的先进性；

创建高振强系统，对于大多数振动机械，通常振动强度 K 取 4～6，K ≥8 时称为高振

动强度系统，简称高振强系统。为达到粉体超细化的目的，本样机振动强度设为 10-16，围

绕高振强所引起的诸多问题，构建双质体振动结构，解决超硬粉体细化时的团聚等问题，

体现了成果的创新性。

技术指标

选择高振动强度振动磨超细粉碎方法，研究高振动强度对超硬粉体粉碎细化的影响，应

用非线性振动理论，主振系统采用非线性变节距弹簧，使其刚度为变量，且随动载荷

即振动强度变化而变化，以适应系统变频调速与近共振的工作需求，要求不仅应达到节

能高效之特点，同时能使得系统工作稳定；采用环形橡胶弹簧作为减振系统的减振弹簧，

弹性模量小，可获得大的弹性变形，以实现理想的非线性特性，使系统具有高内阻，可对突

加载荷具有良好的吸收及隔振效果。 最小振动强度 k ≥8；最大振动强度 k≤18。

市场前景

金刚石的社会价格为 1-10μm 的，0.4-0.8 元/克拉；0.1-0.2μm 的，10-20 元/克拉，

约为微米级价格的 25 倍。我国人造金刚石微粉年产量达 10 亿克拉，若其中 10%制成亚微或

纳米粉，即 1 亿克拉，则每年经济效益为（15-0.6）×1 亿≈14 亿元，同时产生利税 4 亿元。

国内人造金刚石微粉年产量约达 10 亿克拉，但所需人造金刚石亚微或纳米粉多依赖进

口，成果的进一步中试与推广，将给国内同行企业产生一个非常可观的经济增长点。

成果的应用与推广，对于推动我国人造金刚石超硬超细粉体新材料制备及技术升级将产9

生十分重要的意义，并将产生非常显著的经济效益与社会效益；人造金刚石亚微米或纳米粉

体更有着是人造金刚石微粉几倍乃至数十、百倍的功效，人们对其制备研究与应用前景不可

限量。