低压合成金刚石-硅复合材料    为了制备高强度和高硬度的机械零件，常常要用特殊的材料，如
    为了制备高强度和高硬度的机械零件，常常要用特殊的材料，如含金刚石的复合物。这些复合物由与金刚石微粒结合的填料组成，复合物必须坚硬且耐磨损；它应该能与金刚石以化学键很好地结合；另外，它应该与金刚石的物理性质相近，以免因内部应力破坏整个零件。最理想的复合物是由碳化物组成，因为碳化物质地坚硬，且耐热耐磨损。通常碳化物复合物是在高压（8.5MPa，即约85000atm）下与金刚石微粒烧结，但实际上在高压容器中制造一个大型或形状复杂的零件是不可能的。    2001年，俄罗斯圣彼德堡中央材料研究所与瑞典斯德哥尔摩皇
    2001年，俄罗斯圣彼德堡中央材料研究所与瑞典斯德哥尔摩皇家工艺研究所，共同提出了一种由金刚石、碳化硅和硅在不需特别高压条件下合成复合材料的工艺。    该工艺将直径为3～5、5～7、10～14、20～28μm金刚石微粒粘
    该工艺将直径为3～5、5～7、10～14、20～28μm金刚石微粒粘结成所需形状的坯料，低于1atm（1atm=101.33kPa）在真空炉中加热至1550℃，然后注入液态硅（其熔点为1450℃），这时金刚石微粒表面就产生部分石墨化的金刚石。所产生的类石墨碳与液态硅反应，生成碳化硅，金刚石之间的空隙就被碳化硅填充。最后的产物是由被碳化硅和未反应的硅牢固地包围着的一块块金刚石微粒所组成。    通过X射线和电子显微镜研究，发现所获得的产物只由3个物相
    通过X射线和电子显微镜研究，发现所获得的产物只由3个物相组成即金刚石、碳化硅和硅，而没有发现类石墨碳和其他物相存在。该材料具有实心结构，没有孔洞。金刚石转化为类石墨碳及其碳化硅的比例和坯料的多孔性影响复合物的合成、性质，它取决于金刚石微粒的大小。研究发现，金刚石微粒的直径越小，越容易转化成碳化物。由较小的金刚石微粒制备的复合物，所含未反应的硅更少，因而其密度更高，所获得的复合物极其坚硬，例如由直径10～14μm的金刚石制成的复合物的密度为3.22g/cm3，弹性模量是570MPa，虽然它不及金刚石（3.51g/cm3，1000MPa)，但比金属铍要好。新工艺的主要优点是能在较低的压力下，制备不同形状的大型零件。             （肖养田  摘译）
             （肖养田  摘译）