中国粉体网讯在现代加工工业里，金刚石制品应用广泛，可高精尖市场对加工精度和效率要求愈发严苛，现有制品渐显不足。关键在于金刚石与金属、陶瓷基体间界面能过高，致使结合力差、/span>?/span>金刚石工具中，金刚石晶体因共价键缘故，与结合剂化学亲合力低、界面不浸润，仅机械镶嵌，磨削时易脱落，影响工具寿命与效率。而且粉末冶金法制备金刚石工具的高温会使金刚石氧化、石墨化，性能大打折扣。于是，提升金刚石与结合剂粘结强度及高温稳定性成行业焦点，金刚石表面镀覆技术应运而生、/span>
金刚石表面镀覆技术的意义
在超硬工具制造领域，表面镀覆金刚石优势显著。它能修补金刚石缺陷，提升静压强度；还能改善粘结状况，实现冶金结合，减少脱落，降低金刚石用量，简化结合剂配方，削减有色金属用量，增强产品稳定性与竞争力。早在上世纪80年代，欧美超80%的金刚石经镀覆，工具寿命能提?0% - 40%，金刚石浓度可降20%左右。我国虽起步?0年代且成果斐然，但仍有镀层结合弱、高温焊接难等问题，近年新技术涌现，镀覆质量提升，产品逐渐走向市场并被广大客户认可、/span>
金刚石表面镀覆的方法
（一）化学镀泔/span>
化学镀镍已应用六十余载，广泛用于多?/span>行业。化学镀是利用还原剂在溶液中自发还原金属离子，使其沉积于金刚石表面。如经典的化学镀镌/span>-磷工艺，以次磷酸钠为还原剂，在特定温度、pH值环境下，它将镍离子还原，同时自身部分氧化生成磷，形成镍-磷合金镀层，磷含量可按需调配?%-15%不等）改变镀层性能。化学镀优势突出，无需外加电源，能均匀包裹复杂形状金刚石，哪怕细微孔隙、凹槽皆能覆盖，镀层致密性好。化学镀镍层具有装饰性、耐磨性、厚度均匀性、磁性、耐蚀性、可焊性、光学性等特性，已在航空航天、机械、石油化工、电子、军事等方面获得广泛的应用。不过，化学镀液稳定性差，寿命短，使用几次后因副反应积累易失效；镀覆速度缓慢，大规模生产时耗时久，成本随之攀升；还原剂等化学药剂易污染环境，后续处理繁琐、/span>
（二（/span>电镀泔/span>
电镀堪称金刚石镀覆的“主力军”。其原理基于电解池反应，将金刚石颗粒作为阴极置于含金属离子（如镍、钴、铜等常见金属）镀液中，金属阳极在通电时不断溶解补充离子，在电场驱动下，镀液中金属离子移向金刚石阴极，得电子后还原成金属原子并沉积。以镀镍为例，镀液常含硫酸镍提供镍源，加入硼酸维持pH稳定，添加剂调控镀层微观结构。电镀设备相对简易、成本亲民，能精准调控镀层厚度，从几微米到数十微米灵活调整。但电镀存在局限，初期需复杂预处理确保金刚石表面润湿性与导电性；镀层均匀性欠佳，尖锐边角处易出现镀层堆积，影响金刚石颗粒分散性，进而削弱复合镀层整体性能、/span>
（三）盐浴镀技?/span>
金刚石表面盐浴镀是一种在高温条件下发生的化学镀覆过程。它主要基于高温盐浴中的化学反应，使金属原子与金刚石表面的碳原子相互作用，形成金属碳化物镀层。在盐浴镀过程中，盐浴通常是由氯化物等盐类组成的介质。当加入钛、铬等金属粉末后，在高温＇/span>850?1100℃）环境下，盐浴中的金属原子或离子被激活。这些被激活的金属原子或离子具有很高的化学活性，它们会向金刚石表面扩散。以镀钛为例，在高温盐浴中，钛原子与金刚石表面的碳原子发生反应，生成碳化钛（TiC）。这个反应是在金刚石表面的原子层级上进行的，金属原子与碳原子之间形成了牢固的化学键，从而使镀层紧密地附着在金刚石表面。金刚石表面盐浴镀优点是镀层紧密、成本低，缺点是温度高、分离难、/span>
（四）真空气相沉积法
真空气相沉积法用于金刚石表面镀是在真空环境下进行的一种镀膜技术。它主要是先使镀材以蒸发或者溅射的方式形成气态原子或分子，这些气态物质随后在真空环境中传输到金刚石表面，接着在其表面发生物理或化学变化，从而沉积形成一层薄膜；其中化学气相沉积＇/span>CVD）技术较为常用，通过高温分解含碳气体，让碳原子沉积在金刚石表面形成薄膜，这种方法能在较低温度操作，并且能够有效控制薄膜的厚度与质量，还适用于形状复杂的金刚石基体表面镀膜，在相关领域应用广泛、/span>
＇/span>亓/span>）真空微蒸发镀技?/span>
把金属与金刚石置于高真空高温环境，金属快速蒸发为气态原子，扩散至低温金刚石表面凝结成膜。蒸发源可精准调控温度、蒸发速率，实现多种金属共蒸发，制备多元合金镀层。适用于制备高熔点金属（如钼、钨）镀层强化金刚石高温性能，满足航天航空领域极端工况。但设备昂贵，能耗巨大，工艺参数微妙难控，微小偏差就致镀层质量波动，对操作人员技艺要求极高、/span>
＇/span>?/span>）磁控溅射镀技?/span>
在真空腔室内，通入惰性气体（如氩气），经电离产生等离子体，氩离子在电场与磁场交织作用下加速轰击金属靶材，溅射出金属原子或离子，飞向置于特定位置的金刚石表面沉积成膜。此工艺能精准控制镀层成分与结构，制备纳米级超薄、超纯金属或合金镀层，用于微电子领域超精细金刚石线路连接点镀覆，信号传输损耗极低。设备与工艺复杂、成本高昂，产量受限，需高真空条件，维护难度大，限制其大规模普及、/span>
＇/span>丂/span>）放电等离子烧结＇/span>SPS）法
SPS技术的核心原理在于利用脉冲电流通过粉末颗粒间隙时产生的放电等离子体。当脉冲电流瞬间释放，在颗粒接触点附近形成局部高温，温度可在极短时间内飙升至上千摄氏度，同时产生强烈的等离子体放电。这种等离子体具有极高的能量密度，能够瞬间活化金刚石表面以及镀覆材料粉末的原子。对于金刚石而言，其表面原本稳定的原子结构被等离子体冲击，化学键部分断裂，表面能态发生改变，形成众多活性位点，极大地增强了对镀覆金属原子的吸附能力。从镀覆材料角度看，金属粉末颗粒在等离子体作用下，原子的扩散速率大幅提升，表面原子挣脱原有晶格束缚，变得易于流动与沉积，从而为在金刚石表面均匀镀覆创造了有利条件、/span>
参考来源：
朱振东等：金刚石表面镀覆技术与应用的研究进屔/span>
刘韩９/span>人造金刚石微粉表面镀覆工艺及品质研究
黄河旋风官网、联合精密官罐/span>
（中国粉体网编辑整理/留白（/span>
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