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天鉴:“力、热、磁、光、电”之万能新材料-纳米金刚石(钻石)

发布时间:
2023-09-20 05:11:42

在传统工业领域,金刚石微粉以其出众的硬度主要用于切削和研磨用途,常见应用例如金刚磨盘、切割刀具、金刚钻、抛光剂等。但1963年,苏联科学家以碳基炸药爆炸出纳米金刚石后,经年累月的研究发现它除了具备金刚石的固有特性,还具备纳米材料特有的比表面积大和量子效应等特点,其热、磁、光、电特性不同于正常粒子,从而使其应用在机械加工、光学、生物学、医学等领域不断扩展。

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金刚石硬特性的常见应用领域

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天鉴碳材料有限公司是全球极少数能够工业量产纳米金刚石的高科技企业,与奔驰、宝马、施耐德、圣戈班、施华洛世奇、洛克希德马丁、3M、GE、波音、苹果、休斯、特斯拉、空客、三星、TDK、京瓷、松下、NCT、台积电、富士康、比亚迪、中石油等知名企业建立了合作,天鉴碳材料30多年的行业历程中服务世界500强超过50家。

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天鉴董事长张洪涛先生透露,目前天鉴金刚石微粉产品自100纳米以下细分为75nm、70nm、60nm、50nm直至30nm、20nm、10nm、5nm甚至1-2nm等众多规格,产能达到3000万克拉/月之多,而基于纳米金刚石的产品以粉体、液体、膏状以及各种复合材料等多种形式呈现,从国防、航天到汽车、手机,从军工到民用,可谓用途广泛。

导热——金刚石的导热率达到2000W/(m·K),比石墨烯低,但比其他材料都高得多。石墨烯导电,而金刚石不导电,属于绝缘材料,因此金刚石更适用于绝缘应用领域。

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案例——卫星等航天器在太空要不断面对极热与极寒两种环境切换,极热时要利用冷却液快速散热,极寒时又要求冷却液不能凝固,改性纳米金刚石在去离子水中呈絮状分散很好地胜任苛刻要求。随纳米金刚石技术发展,成本降低,金刚石的液冷散热方案也已开始进入手机、5G、半导体等行业的视线。

生物医药——金刚石具有化学惰性、生物相容性和稳定性等良好的性能.纳米金刚石在生物成像、生物印记、生物传感、靶向特定细胞药物传输和人体组织工程等领域的应用得到了快速发展。

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案例——纳米金刚石的晶体表面有许多官能团,能和药物以共价键或非共价键的方式结合,把药物运输到靶细胞、靶器官来发挥药性,比如吸附胰岛素、溶菌酶、柔红霉素等等;纳米金刚石无毒无光致漂白剂,但是可发荧光,可以用于细胞标记。

纳米复合材料——纳米级金刚石与纳米硅粉、纳米陶瓷和各种纳米金属复合,可制造出新型的纳米结构材料,因其独特的性能,可制造半导体器件,集成电路元件和微机零件。

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案例——电动汽车普及风暴下,充电桩作为必备配套设施的市场广阔,而高压触头正是关键接触元件之一,其在电路闭合中必须具备良好的物理化学性能,才能保证导电、导热、耐烧蚀、耐磨损以及环保要求,传统合金和贵金属含铬电触头一般只能满足一部分,牺牲另一部分,铜、银等金属-金刚石复合材料的问世,迅速成为引领行业的新一代替代解决方案。

其他还有高分子复合材料,可以用于大型和高速飞行器轮胎,可以用于轨道交通尼龙防震器件;陶瓷复合材料则被日本知名企业用于生产氮化镓半导体;石墨烯复合材料更是这两大明星碳材料的强强联手……

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天鉴碳材料有限公司董事长张洪涛

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天鉴碳材料董事长张洪涛从1989年创办天鉴以来,就已经意识到高端专用化是金刚石微粉行业未来的发展方向,所以他一直坚定地不断提升产品品质、注重创新,研发生产高端微米亚微米纳米工业金刚石。公司纳米金刚石市场目前已广泛涉及光伏、蓝宝石、发动机清洗、深海防腐涂料、精密医疗器械、激光雷达、5G、第三代半导体晶圆、超精密陶瓷、高端复合涂层、高端合金复合材料、新能源电池以及导热等。

受篇幅和小编见识所限,了解更多精彩内容敬请期待7月13-15日,2022年中国先进碳材料产业创新发展(太原)论坛,来自张洪涛先生的报告——万能新材料-纳米金刚石(钻石)。

粉体圈郜白