奈米金刚石制作方法及其特性简介

奈米金刚石在制造的过程中,跟其它的奈米粒子一样可以分为button up跟top down两种

其中爆炸法的奈米金刚石即是button up的代表,爆炸法的奈米金刚石外观较研磨法的金刚石来的圆,但不如研磨法的金刚石来的有棱有角。外观类似爆米花,表面有多孔性的特质,因此有着极大的比表面积,可应用于许多行业,如:润滑油添加剂、医药用载体,或做为埃米级的抛光材料等。
过去,金刚石一直被视为价高不可攀的宝石,但现今科技发展已由天然金刚石到实验室生产金刚石,乃至于现今工业上的大量生产金刚石,价格更是平易近人,也更加符合人道主义。

奈米金刚石制作方法有许多种,但是在各种类的方法中,以微观的角度来看都是来自高温高压法,下列举

1.不管是模拟地质底下所用的两面顶或是六面顶的高温高压机

2.气相层积法CVD:基本上CVD法是利用甲烷在分子间的高速撞击,将其碳旁边的四个氢置换为碳后,层积在基材上慢慢生长而成,故在微观结构上,高速的撞击亦是产生高温高压而生产成金刚石

3.爆炸法:爆炸法为在密闭空间中使用TNT或是NTX爆炸,因爆炸时㑹使空间产生缺氧状态,从而将炸药中的石墨转换而成金刚石,此时因为压力瞬间消失,但爆炸的温度仍处在极高的温度,故必须立即使用各种方法快速冷却,以避免金刚石因高温而再度转换成石墨。

4.音波法:将化学气相沉积(CVD)过程中的超音速振动引入实现

在上述提及的所有生产方式中以「爆炸法」得到的奈米金刚石生产效率最高。利用爆炸法生产的金刚石有一特点为刚生产出来的奈米金刚石外围会包覆着40%的碳(因钻石在高温下失去压力时㑹转换成石墨),这时我们称刚生产出来未经过强酸强碱洗涤的奈米金刚石为「奈米金刚石黑粉」,也因为有包覆着这一层键结极为强力的碳,让奈米金刚石的表面多了许多的官能基。

在去除石墨这意外的包袱前,科学上发现这层黑粉多了许多用途,比如:橡胶添加剂、润滑油添加剂等,使用黑粉的效果比使用处理过去除掉碳层的(灰粉)来的效果好上许多。

那什么又是奈米金刚石灰粉呢,就是当黑粉外层的碳被使用强酸强碱洗涤掉了之后,这时奈米金刚石的颜色来到了灰黑色,此时的奈米金刚石才能做粒度分级的处理,且钻石的纯度大于99%,这时候的奈米金刚石我们称之为奈米金刚石灰粉。灰粉的使用场合多为在研磨抛光上使用,以及在治疗标靶上的奈米金刚石载体也是都使用灰粉

所以说以后有听到说金刚石黑粉或是灰粉时大家就知道定义为何,以及使用上的差异性了。

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