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PCD

聚晶金刚石(PCD)
碳材料纳米碳与金刚石
数据完整度
68

金刚石微粉在钴/硅粘结剂下高温高压(5~8 GPa, 1400~1600℃)烧结的聚晶块,硬度 HV 8000、韧性优于单晶。是切削铝硅合金与木工刀具的顶级材料。

别名 / 旧代号PCD聚晶金刚石金刚石刀具
典型用途
铝硅合金切削刀具、木工刀具、石油钻头齿、拉丝模、耐磨压头
英文名
Polycrystalline diamond compact

按已录入性能数据的属性指纹计算,仅供初筛

怎么读数值:≥ / ≤标准保证值,可当验收依据典型值手册 / 厂商常见值,仅供参考置信度 A–FA 已核原文 · D 手册值 · F 公认常数

关键性能速览

碳材料同族内形态差异极大(石墨 / 纤维 / 金刚石),速览按子族切换指标
硬度
8000HVB高温高压烧结态
弹性模量 E
900GPaB高温高压烧结态
导热系数 λ
500W/(m·K)B高温高压烧结态
断裂韧性 KIC
8MPa·m^0.5B高温高压烧结态
抗压强度
4000MPaB高温高压烧结态
密度 ρ
4.12g/cm³B高温高压烧结态

热处理状态与交货状态

HPHT高温高压烧结态默认
工艺
热压烧结
说明
5~8 GPa / 1400~1600℃ 烧结在硬质合金基体上

力学性能

弹性模量 E900GPa
HPHT·20℃
900GPa典型值BCARBON-ASM#GEN
泊松比 ν0.12
HPHT·20℃
0.12典型值BCARBON-ASM#GEN
硬度8000HV
HPHT·20℃
8000HV典型值BCARBON-ASM#GEN
PCD 层维氏硬度
断裂韧性 KIC8MPa·m^0.5
HPHT·20℃
8MPa·m^0.5典型值BCARBON-ASM#GEN
抗压强度4000MPa
HPHT·20℃
4000MPa典型值BCARBON-ASM#GEN
弯曲强度1200MPa
HPHT·20℃
1200MPa典型值BCARBON-ASM#GEN
三点弯曲

物理性能

密度 ρ4.12g/cm³
HPHT·20℃
4.12g/cm³典型值BCARBON-ASM#GEN

热性能

导热系数 k500W/(m·K)
HPHT·20℃
500W/(m·K)典型值BCARBON-ASM#GEN
线膨胀系数 α2.5×10⁻⁶/K
HPHT·20~100℃
2.5×10⁻⁶/K典型值BCARBON-ASM#GEN

电性能

电阻率 ρe1×10¹⁴Ω·cm
HPHT·20℃
1×10¹⁴Ω·cm典型值BCARBON-ASM#GEN

化学成分(熔炼分析)

含量单位为质量分数 %

元素最小 %最大 %典型 %类型置信备注
C——1%规定元素A单质碳

工艺适用性

「适用」= 常规设备即可做;「受限」= 能做但需附加条件;「不宜」= 技术上可行但不推荐;「不涉及」= 该工艺对本类材料不成立,收起在下方。

共 8 项工艺适用4受限3不宜1
化学气相沉积(CVD)烧结与固结适用
工艺参数
1000~1500℃ 烃类气体热解
预期效果
沉积致密热解碳或金刚石层
限制
沉积速率低(5~20 μm/h),成本高
置信
B
热等静压(HIP)烧结与固结受限
工艺参数
冷等静压成型(100~200 MPa)后焙烧浸渍
预期效果
各向同性、可做大尺寸细颗粒制品
限制
★ 等静压石墨的各向同性来自成型而非热压,热等静压对石墨意义不大
置信
D
热压烧结烧结与固结适用
工艺参数
2000~2500℃ / 20~40 MPa
预期效果
提高密度与各向同性度
限制
模具损耗大,仅适合板/块件
置信
C
常压烧结烧结与固结适用
工艺参数
石墨化 2500~3000℃,保温 1~2 h
预期效果
提高晶体完善度、降低电阻率
限制
温度越高导热与导电越好,但强度略降
置信
B
退火热处理受限
工艺参数
惰性或真空 1500~2000℃ 保温
预期效果
去除残余应力、提高石墨化度
限制
★ 金刚石在 700℃ 以上空气中氧化,真空中约 1500℃ 才转变为石墨
置信
D
电弧焊连接不宜
限制
碳材料无熔点(升华)且不润湿金属,无法熔焊
置信
B
金刚石磨削切削加工适用
工艺参数
金刚石砂轮,低速小切深
预期效果
石墨与金刚石唯一可用的精加工方式
限制
石墨易崩边,需锋利磨具与吸尘
置信
B
切削加工切削加工受限
工艺参数
普通硬质合金刀具可切削石墨(非金刚石)
预期效果
石墨可直接车铣钻,加工性好
限制
金刚石与玻璃碳硬度高,普通刀具无效;石墨粉尘导电需防爆除尘
置信
B
告诉我们错在哪 —— 带上出处就能改
PCD 聚晶金刚石(PCD) — 性能、成分与工艺 · EngMatData