國(guó)內(nèi)金剛石微粉多以I型料的單晶金剛石為原料，但I(xiàn)型料雜質(zhì)含量高、強(qiáng)度低，只能用于低端市場(chǎng)的產(chǎn)品需求。國(guó)內(nèi)少數(shù)金剛石微粉廠家采用II型或III型料的單晶金剛石為原料生產(chǎn)金剛石微粉，其加工效率比普通金剛石微粉大得多，可滿足高端市場(chǎng)需求。金剛石微粉硬度高，耐磨性好，廣泛用于切削、磨削、鉆探、拋光等領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，市場(chǎng)對(duì)金剛石微粉的需求量越來(lái)越大，對(duì)質(zhì)量要求也越來(lái)越高。對(duì)于金剛石微粉來(lái)說(shuō)，金剛石微粉中雜質(zhì)含量的多少，直接影響微粉的產(chǎn)品質(zhì)量和使用性能。

       一、雜質(zhì)種類

       金剛石微粉的雜質(zhì)是指金剛石微粉中的非碳成分，可分為顆粒外部雜質(zhì)和內(nèi)部雜質(zhì)。顆粒外部雜質(zhì)主要由原料及生產(chǎn)過(guò)程中引入，有硅、鐵、鎳以及鈣、鎂、鎘等元素；顆粒內(nèi)部雜質(zhì)由金剛石合成過(guò)程中引入，主要有鐵、鎳、鈷、錳、鎘、銅等。金剛石微粉中的雜質(zhì)會(huì)影響微粉顆粒的表面性質(zhì)，使產(chǎn)品不易分散。鐵、鎳等雜質(zhì)還會(huì)使產(chǎn)品產(chǎn)生不同程度的磁性，對(duì)微粉的應(yīng)用產(chǎn)生影響。

       二、雜質(zhì)檢測(cè)方法

       金剛石微粉的雜質(zhì)含量檢測(cè)方法有多種：包括重量法、 原子發(fā)射光譜法、原子吸收光譜法等，應(yīng)用當(dāng)中可根據(jù)不同的要求選取不同的檢測(cè)方法。

       1、重量法

       重量法適于總雜質(zhì)含量（不包括灼燒溫度下燃燒可揮發(fā)物質(zhì)）的分析檢測(cè)，主要設(shè)備有馬弗爐、分析天平、瓷坩堝、干燥器等。微粉產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)雜質(zhì)含量的檢驗(yàn)方法為高溫?zé)Хǎ喊匆?guī)定取樣并稱取待測(cè)試樣放入恒重的坩堝內(nèi)，將裝有待測(cè)樣品的坩堝置于馬弗爐中經(jīng)1000℃的灼燒至恒重（溫度允許±20℃），殘留物重即為雜質(zhì)量，并計(jì)算出重量百分比。

       2、原子發(fā)射光譜法、原子吸收光譜法

       原子發(fā)射光譜法、原子吸收光譜法等適合于微量元素的定性及定量分析。

       （1）原子發(fā)射光譜法：是利用各種化學(xué)元素的原子在外部能量激發(fā)下，利用激發(fā)態(tài)至基態(tài)的電子躍遷所產(chǎn)生的特征輻射線來(lái)定性或者定量分析元素的一種分析方法。原子發(fā)射法可對(duì)約70種元素進(jìn)行分析。在一般情況下，用于1％以下含量的組份測(cè)定，可以準(zhǔn)確測(cè)量出金剛石微粉中ppm級(jí)別的微量元素，此方法是光學(xué)分析法中產(chǎn)生與發(fā)展最早的一種。在近代各種材料的定性、定量分析中，原子發(fā)射光譜法發(fā)揮了重要作用。具有多元素同時(shí)檢測(cè)能力、分析速度快、檢出限低、準(zhǔn)確度較高等優(yōu)點(diǎn)。

       （2）原子吸收光譜法：特定光源發(fā)射的輻射通過(guò)待測(cè)元素的原子蒸氣時(shí)，被其基態(tài)原子所吸收，測(cè)量吸收程度可進(jìn)行元素分析。

       原子吸收光譜法和原子吸收光譜法可相互彌補(bǔ)，不可互相替換。

▲ 某高頻電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀

       三、影響雜質(zhì)測(cè)量值的因素

       1、取樣量對(duì)測(cè)試值的影響

       在實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)，金剛石微粉的取樣量對(duì)測(cè)試結(jié)果影響較大，當(dāng)取樣量為0.50g時(shí)，測(cè)試的平均偏差較大；當(dāng)取樣量在1.00g時(shí)，平均偏差較小；當(dāng)取樣量為2.00g時(shí)偏差雖然也較小，但是測(cè)試時(shí)間增加，效率降低。所以，測(cè)量時(shí)，盲目加大取樣量并不一定能提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，而且會(huì)大幅度的延長(zhǎng)操作時(shí)間，降低工作效率。

      2、微粉粒度對(duì)雜質(zhì)含量的影響

       金剛石微粉粒度越細(xì)，微粉中的雜質(zhì)含量越高。平均粒徑在3μm以細(xì)的金剛石微粉在生產(chǎn)時(shí)，因粒度細(xì)，原材料中夾雜的一些酸堿不溶物不易分離，因而沉淀到細(xì)粒度微粉中，從而使雜質(zhì)含量升高。再者,粒度越細(xì)，制造過(guò)程中的工序越多，外部帶入的雜質(zhì)也越多，比如分散劑、沉降液、生產(chǎn)環(huán)境的粉塵污染等雜質(zhì)。

       在微粉樣品雜質(zhì)含量測(cè)試的研究中，我們發(fā)現(xiàn)95％以上的粗粒度金剛石微粉產(chǎn)品，其雜質(zhì)含量都在0.50％以下,95％以上的細(xì)粒度微粉產(chǎn)品其雜質(zhì)含量在1.00％以下。因此，在微粉質(zhì)量控制中規(guī)定3μm以細(xì)的微粉雜質(zhì)含量應(yīng)小于1.00％；3μm以粗的微粉雜質(zhì)含量應(yīng)小于0.50％；且標(biāo)準(zhǔn)中雜質(zhì)含量數(shù)據(jù)小數(shù)點(diǎn)后應(yīng)保留兩位小數(shù)。因?yàn)殡S著微粉制造技術(shù)的進(jìn)步，微粉中的雜質(zhì)含量會(huì)逐步減少，粗粒的微粉有很大一部分雜質(zhì)含量都在0.10％以下，如果只保留一位小數(shù)，就不能有效區(qū)分其品質(zhì)。

參考資料：

《金剛石微粉》汪靜

《金剛石微粉雜質(zhì)含量檢測(cè)方法》張曉晨，孫宇，劉文芳等