工业主流超硬材料
行业狭义超硬材料一般指维氏硬度>40 GPa,也是磨料、刀具行业常用口径
一、金刚石类(硬度最高)
天然金刚石:钻石
HPHT 人造单晶金刚石(高温高压法,国内产量最大)
CVD 金刚石(化学气相沉积,单晶 / 多晶薄膜、厚片,散热、光学、刀具)
PCD 聚晶金刚石(金刚石微粉 + 粘结相烧结,木工、有色金属切削、拉丝模)
TSP 热稳定聚晶金刚石(无钴,耐高温,石油钻头)
纳米孪晶金刚石、ADNR 聚合金刚石纳米棒(实验室 / 前沿,硬度高于普通单晶金刚石)
朗斯代尔石(Lonsdaleite,六方金刚石):陨石成因,难批量制备光明网
✅ 优点:硬度最高、导热极好;❌ 缺点:高温下和铁族金属反应,不能直接加工钢件
二、立方氮化硼 cBN(PcBN 聚晶立方氮化硼是刀具主力)
cBN 单晶
PcBN 聚晶立方氮化硼(加工淬火钢、铸铁、高温合金首选)
纤锌矿型氮化硼 w-BN(高压相,前沿超硬相)
✅ 优点:热稳定性好、不和铁反应,适合黑色金属切削;硬度略低于金刚石
三、硼化物、碳化物类(准超硬 / 高硬陶瓷,很多在 20–40GPa 区间)
B₄C 碳化硼:防弹、喷嘴、研磨料,轻质高硬
WB₂、WB₅ 硼化钨、ReB₂ 二硼化铼(硼化物超硬体系,耐高温)
SiC 碳化硅:半导体、耐磨件、磨料
TiC、TiN、TiCN(涂层常用,PVD/CVD 刀具涂层)
BCN 硼碳氮(三元体系,理论超硬,还在研发)
β-C₃N₄(氮化碳,理论预测超硬,很难合成大块)抖音百科
四、其他高硬陶瓷(常和超硬配套使用)
Al₂O₃氧化铝、Si₃N₄氮化硅、ZrO₂氧化锆(硬度达不到狭义超硬,但工业耐磨大量用)
简单对比(核心用途)
金刚石 / PCD:铝、铜、石墨、陶瓷、石材、碳化硅、拉丝模
cBN / PcBN:淬火钢、轴承钢、冷硬铸铁、镍基高温合金
