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2023
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微米、纳米、超纳米金刚石
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通过对生长条件的控制，可以制备不同晶粒尺寸的金刚石。金刚石以其晶粒尺寸大小进行分类，可以分为微米晶金刚石（Microcrystalline Diamond，MCD），纳米晶金刚石（Nanocrystalline Diamond，NCD）和超纳米晶金刚石（Ultrananocrystalline Diamond，UNCD）。金刚石的性能与其晶粒尺寸大小有直接的联系，不同晶粒尺寸的金刚石有着不同的性能
通过对生长条件的控制，可以制备不同晶粒尺寸的金刚石。金刚石以其晶粒尺寸大小进行分类，可以分为微米晶金刚石（Microcrystalline Diamond，MCD），纳米晶金刚石（Nanocrystalline Diamond，NCD）和超纳米晶金刚石（Ultrananocrystalline Diamond，UNCD）。金刚石的性能与其晶粒尺寸大小有直接的联系，不同晶粒尺寸的金刚石有着不同的性能，不同的应用领域对金刚石有着不同的要求。
微米金刚石一般是指晶粒尺寸大于100nm的金刚石。微米金刚石因其晶粒较大，晶界较少，具有导热系数高，光学透过性强等优点，可作为散热片和光学窗口的主材料。
纳米金刚石的晶粒尺寸一般小于100nm，它除了具有金刚石材料本身的优异属性之外，还具备由表面效应和小尺寸效应带来的纳米尺度下的特殊性质，如更优异的生物相容性、光学透过性能、荧光色心性质、场发射性质、电化学特性以及机械性能等。这些优异的特性使纳米金刚石成为了制作光学窗口、生物医疗、量子通信、等的热点材料，在相应领域具有较高的发展潜力。
超纳米金刚石是指晶粒尺寸小于10 nm以下的纳米金刚石，以此区别其他粒径在10纳米以上的纳米级金刚石。超纳米金刚石晶粒较小，晶界比例可大于20%，非晶碳和石墨相含量也相对于纳米金刚石及微米金刚石较高，因此表现出不一样的使用性能。在力学性能方面，超纳米金刚石和微米金刚石的硬度相似，抗磨损性能好，但却具备优于普通纳米级金刚石的韧性，断裂强度较高，并且超纳米金刚石晶粒尺寸小且均匀，致密度高，表面光滑性远远好于微米金刚石和纳米金刚石。在声学和光学方面，超纳米金刚石的纵声波传播速率和红外透过率也大于微米金刚石和纳米金刚石。在热学和电学方面，超纳米金刚石的热导率和导电性都可以在几个数量级范围内变化，场电子发射阈值相对较低。此外，超纳米金刚石还具有黏滞性低，化学惰性好，生物兼容性好的特点。超纳米金刚石的性能使其在机械、微电子、光学等许多特定场合有着比MCD和NCD更好的应用前景，能很好地克服MCD和NCD应用时所存在的问题。
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