单晶纳米金刚石和多晶纳米金刚石的性质 制备和应用介绍
来源：广州宏武材料科技有限公司 发布时间：2023-11-14浏览量：次
单晶纳米金刚石和多晶纳米金刚石是两种常见的纳米金刚石形态，也是我们都非常熟悉的超硬材料，金刚石晶体有多种不同的类型，每种类型都具有不同的特性和应用，在本文中，我们将梳理一下单晶纳米金刚石和多晶纳米金刚石的性质、制备及应用。
单晶纳米金刚石和多晶纳米金刚石是纳米级尺寸下的金刚石材料。金刚石单晶是原子排列规律相同，晶格位相一致的晶体，是金刚石晶体中最常见的类型。金刚石多晶是由很多具有相同排列方式但位向不一致的小晶粒组成。
从性质上来看，单晶纳米金刚石拥有更均匀、更完整的结晶结构，晶界较少，因此具有更高的硬度、更好的导热性和更优异的电特性。而多晶纳米金刚石的晶界较多，晶体之间存在结晶缺陷，因此硬度和导热性较单晶纳米金刚石略低，但其比表面积较大，有利于催化反应和表面吸附。
在生产工艺上，单晶纳米金刚石通常采用高温高压合成方法或化学气相沉积技术。高温高压合成需要高温和高压环境下的金刚石晶种作为催化剂，通过碳源在金刚石晶种上生长单晶纳米金刚石。多晶纳米金刚石的制备通常是爆轰法，生产的纳米金刚石颗粒最小达5-10nm
在应用领域上，单晶纳米金刚石常用于高性能刀具、切削工具、磨料、高压电极、传感器、高效能量存储和导热材料等领域。其高硬度、高导热性和优异的电特性使其在微电子技术和能源领域具有广泛应用。由于晶型规整， 结晶性强，粒度均匀等特性， 同时具有良好的分散性能， 可均匀稳定分散在水性和油性体系中，单晶纳米金刚石还具有耐酸碱盐腐蚀、生物无毒性等特性， 非常适合于作为重型耐腐蚀涂料、特种功能涂料添加剂，也适用于其它复合材料添加剂。
多晶纳米金刚石由于其大比表面积和活性表面，常应用于催化剂、吸附剂、生物传感器以及生物医学领域中。另外，作为精密磨料，多晶金刚石用于蓝宝石、磁头、硬盘、硬质玻璃和晶体、陶瓷以及硬质合金的超精密研磨和抛光。作为镀膜添加剂，多晶金刚石用于金属模具、工具、部件等的镀膜，能够大大提高表面耐磨性、表面硬度、延长使用寿命。
总结起来，单晶纳米金刚石和多晶纳米金刚石都是纳米级尺寸下的金刚石材料，拥有一些不同的性质、生产工艺和应用领域。单晶纳米金刚石具有更完整的结晶结构和更优异的性能，而多晶纳米金刚石具有较大的比表面积和更广泛的应用领域。这两种形态的纳米金刚石都在各自的领域中展现出重要的应用潜力，并为材料科学和工程领域的研究和创新提供了新的可能性。
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