編輯本段簡介
超硬材料主要是指金剛石和立方氮化硼。金剛石是目前已知的世界上最硬的物質(zhì),另外C60的硬度可能不亞于金剛石，但尚未定論。立方氮化硼硬度僅次于金剛石。這兩種超硬材料的硬度都遠高于其它材料的硬度，包括磨具材料剛玉、碳化硅以及刀具材料硬質(zhì)合金、高速鋼等硬質(zhì)工具材料。因此，超硬材料適于用來制造加工其它材料的工具，尤其是在加工硬質(zhì)材料方面，具有無可比擬的優(yōu)越性，占有不可替代的重要地位。止因如此，超硬材料在工業(yè)上獲得了廣泛應(yīng)用。除了用來制造工具之外，超硬材料在光學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)方面具有一些特殊性能，是一種重要的功能材料，引起了人們的高度重視，這方面的性能和用途正在不斷地得到研究開發(fā)。
編輯本段發(fā)展
據(jù)《2013-2017年中國復(fù)合超硬材料行業(yè)市場調(diào)研與投資預(yù)測分析報告》[1]數(shù)據(jù)顯示，隨著下游應(yīng)用市場需求的不斷擴大，復(fù)合超硬材料下游需求呈現(xiàn)較快增長的態(tài)勢。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，目前國內(nèi)超硬材料與制品產(chǎn)值大約在1:3-1:6之間，隨著下游復(fù)合超硬材料制品市場規(guī)模的不斷增長，復(fù)合超硬材料的市場需求隨之?dāng)U大，其中高品級金剛石的市場需求占整個市場的比例大約為60-70%。
首先，石油/天然氣鉆頭用PCD復(fù)合片的市場容量和需求主要由下游油氣鉆頭市場需求量決定，而油氣鉆頭需求量主要由油氣市場需求和油氣開采企業(yè)開采計劃決定。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2009年我國石油產(chǎn)量為18,949萬噸，消費量卻高達38,384.5萬噸，石油對外依賴性強?！吨腥A人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》中明確指出要加大石油勘探開發(fā)力度，穩(wěn)定國內(nèi)石油產(chǎn)量。
另一方面，中國天然氣產(chǎn)量和消費量總體呈增長趨勢。數(shù)據(jù)顯示，2005年到2011年我國天然氣產(chǎn)量一直呈現(xiàn)高速增長趨勢。2011年我國天然氣產(chǎn)量增長迅猛，產(chǎn)量占全球天然氣總產(chǎn)量的3.1%，達到1,025億立方米，同比增長8.12%。
隨著我國油氣產(chǎn)量的不斷增長，對于油氣用金剛石復(fù)合片的需求量也表現(xiàn)出旺盛的需求。目前，油氣用PCD復(fù)合片全球市場規(guī)模約為110億元人民幣，我國市場空間大約為14億元人民幣，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/div>
根據(jù)美國能源署（EIA）公布的《2011年全球頁巖氣資源初步評估》報告，中國是全球頁巖氣儲量最多的國家，可采儲量約為36.1萬億立方米，遠高于世界其他國家。進入“十二五”，我國將頁巖氣勘探開發(fā)作為國家能源戰(zhàn)略的重要發(fā)展領(lǐng)域之一，在《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》中指出“退佃煤層氣、頁巖氣等非常規(guī)油氣資源開發(fā)利用”，在《頁巖氣發(fā)展規(guī)劃（2011-2015年）》明確目標(biāo)要“力爭到2020年產(chǎn)量達到600-1,000億立方米”。所以，隨著頁巖氣開發(fā)利用的深入，油氣用PCD復(fù)合片必將迎來新的發(fā)展機遇，市場規(guī)模將進一步擴大。
其次，煤田/礦山工具用PCD復(fù)合片的市場需求主要受煤炭的開采量影響。國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，我國從1990年到2009年煤炭的產(chǎn)量和消費量都呈現(xiàn)不斷增長的態(tài)勢，產(chǎn)消基本平衡。2011年我國原煤總產(chǎn)量達到35.2億噸，同比增加8.7%。在煤炭產(chǎn)量的不斷帶動下我國礦用金剛石復(fù)合片市場規(guī)模不斷擴大，礦山用復(fù)合片全球市場規(guī)模近200億元，中國市場規(guī)模約為20億元。
再次，PCD高品級拉絲模胚受線材在工業(yè)生產(chǎn)和工程建設(shè)中需求量巨大的帶動，市場容量可觀，但由于PCD 拉絲模坯的生產(chǎn)成本和售價較高，目前僅有部分對拉絲效果、精度要求較高的終端用戶選用PCD 拉絲模坯，市場容量有待進一步擴大。
編輯本段金剛石
天然
金剛石，也稱鉆石，有天然金剛石和人造金剛石兩種。金剛石是目前世界上已知的最硬工業(yè)材料，它不僅具有硬度高、耐磨、熱穩(wěn)定性能好等特性，而且以其優(yōu)秀的抗壓強度、散熱速率、傳聲速率、電流阻抗、防蝕能力、透光、低熱脹率等物理性能，成為工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域不可替代的新材料，現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的瑰寶。
人造
人造金剛石是加工業(yè)最硬的磨料，電子工業(yè)最有效的散熱材料，半導(dǎo)體最好的晶片，通訊元器件最高頻的濾波器，音響最傳真的振動膜，機件最穩(wěn)定的抗蝕層等等，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于冶金、石油鉆探、建筑工程、機械加工、儀器儀表、電子工業(yè)、航空航天以及現(xiàn)代尖端科學(xué)領(lǐng)域。
編輯本段立方氮化硼
立方氮化硼，英文稱為:：Cubic Boron Nitride，縮寫為：CBN或cBN。目前，在自然界還沒有找到這種物質(zhì)的存在，是人工合成的一種超硬材料。
立方氮化硼（CBN）是硬度僅次于金剛石的超硬材料。它不但具有金剛石的許多優(yōu)良特性，而且有更高的熱穩(wěn)定性和對鐵族金屬及其合金的化學(xué)惰性。它作為工程材料，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于黑色金屬及其合金材料加工工業(yè)。同時，它又以其優(yōu)異的熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)和聲學(xué)等性能，在一系列高科技領(lǐng)域得到應(yīng)用，成為一種具有發(fā)展前景的功能材料。
立方氮化硼微粉，用在精密磨削、研磨、拋光和超精加工，以達到高精度的加工表面。適用于樹脂、金屬、陶瓷等結(jié)合劑體系，亦可用于生產(chǎn)聚晶復(fù)合片燒結(jié)體，還可用做松散磨粒、研磨膏。
CBN由于具有優(yōu)異的化學(xué)物理性能，如具有僅次于金剛石的高硬度、高熱穩(wěn)定性和化學(xué)惰性，作為超硬磨料在不同行業(yè)的加工領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在更是成為汽車、航天航空、機械電子、微電子等工業(yè)不可或缺的重要材料，因而也得到各工業(yè)發(fā)達國家的極大重視。
合成CBN除靜高壓觸媒法還有多種方法，如靜高壓直接轉(zhuǎn)化法、動態(tài)沖擊法、氣相沉積法等，其中有些方法如氣相沉積法發(fā)展很快。但迄今為止工業(yè)合成CBN主要方法還是靜高壓觸媒法，CBN的合成研究也主要集中于這方面。
立方氮化硼聚晶刀具
立方氮化硼聚晶（PCBN）刀具是由許多細晶粒（0.1~100）CBN聚結(jié)而成的CBN聚集體的一類超硬材料產(chǎn)品。它除了具有高硬度、高耐磨性外，還具有高韌性、化學(xué)惰性、紅硬性等特點，并可用金剛石砂輪開刃修磨。在切削加工的各個方面都表現(xiàn)出優(yōu)異的切削性能，能夠在高溫下實現(xiàn)穩(wěn)定切削，特別適合加工各種淬火鋼、工具鋼、冷硬鑄鐵等難加工材料。刀具切削鋒利、保形性好、耐磨性能高、單位磨損量小、修正次數(shù)少、利于自動加工，適用于從粗加工到精加工的所有切削加工。PCBN在數(shù)控切削行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用，是一種具有良好發(fā)展前景的刀具材料。
人造金剛石聚晶
人造金剛石聚晶（PCD）復(fù)合片是在高溫高壓情況下由許多細晶粒金剛石和硬質(zhì)合金襯底聯(lián)合燒結(jié)而成的塊狀聚結(jié)體。它和PCBN一樣具有高強度、高硬度、高耐磨性、特別是具有高的抗沖擊韌性。作為加工工具，PCD主要用于石油、冶金、地質(zhì)鉆頭、擴孔器等，其鉆進速度及時效均為天然金剛石的許多倍，同時鉆進過程中還可以有效保持孔徑。人造金剛石復(fù)合片還可以用來切削非鐵金屬及其合金、硬質(zhì)合金以及非金屬材料。切削速度為硬質(zhì)合金刀具的上百倍，耐用度為硬質(zhì)合金的上千倍。
