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       1、概述： 
       人造金刚石可以用爆炸法、爆轰法及静压法这三种方法获得。爆炸法生产量大，生产出来的金刚石单晶为球形纳米颗粒；单晶金刚石应该有三种形态，六面体由5个碳原子组成，八面体由6个碳原子组成，十二面体由8 个碳原子组成，球形单晶以八面体为多数，单晶粒径4－6nm，爆炸法及爆轰法获得的人造金刚石会与水分子组成结晶水金刚石，同时还会与水分子团聚在一起，组成几微米至十几微米的纳米金刚石团聚体；这些团聚物，没有硬度，没有切削能力，在镀膜中，受摩擦压力时，还会散开，造成对镀膜的破坏，加速镀膜的磨损，只有将纳米金刚石团聚体打散、分解为20－30nm 的硬团聚物时，再镀到镀膜中，才会有很高的硬度及耐磨性能。

       静压法获得的金刚石，多为六面体，相互连结，形成微米级金刚石颗粒，在超声气流对撞中，微米级金刚石很容易破碎为80－160nm颗粒的金刚石，这些金刚石很不规则，成多棱形、片形等等，硬度高、耐磨，有很好的切削性能，一家生产磁头的跨国公司就用这种100－125nm 的金刚石悬浮液来抛光磁头，使磁头的平面度为±1nm；磁头是电脑硬盘的核心，磁头有软层，如铜层或黄金层，也有硬层，如Al2O3 层，要将软硬材料混合在一起的多层材料，抛光到平面度±1nm；到目前为止，也只有用金刚石，他们采用的是美国和日本生产的100－125nm颗粒的金刚石悬浮液，其金刚石形态就是很不规则的多棱形及片形。

       无论是用爆炸法、爆轰法，还是静压法生产的人造金刚石，在作成镀膜时，都必须用非离子表面活性剂，将金刚石先配制成悬浮液，然后才能添加到电镀液或化学镀液中，并用超声波对镀液进行振荡，并用压缩空气进行搅拌，使金刚石悬浮液充分混合在镀液中，才能进行施镀，从而获得含人造金刚石的镀膜。

      2、人造金刚石镀膜 

       2.1 电镀镀膜：电镀种类很多，仅介绍电镀镍／金刚石，电镀镍合金／金刚石，电镀铬／金刚石三种镀膜。 

       2.1.1 电镀镍／金刚石复合膜

        电镀镍是一个应用很广泛的镀种，是电镀装饰铬及装饰产品的必须镀种，镍镀层硬度HV0.1220－260,由于镀镍层较软,将金刚石纳米粒包容后共沉积在被镀件表面,添加金刚石量为10-15g/L,金刚石颗粒会较密集的分布在被镀的工件表面,在镀膜中金刚石含量为2%左右,可提高镀层硬度到HV0.1 300－350。如果镀液中加入量为3－5g/L，则镀层硬度没有明显提高，且镀层中的金刚石含量也会很少。当该镀膜作切割用途时，由于镍层较软，镀膜受到切削力的冲击作用，金刚石颗粒在镀膜中会产生位错移，从而减小了切削作用。在镀膜中包裹面较少的金刚石颗粒，甚至在受力作用时会产生滚动，切割镀膜，使金刚石镀膜迅速破坏磨损，从而不能获得较好的切削使用效果。

        2.1.2 电镀镍合金／金刚石复合膜 

        为了提高镍／金刚石复合膜的硬度，可在电镀镍溶液中，添加钴Co 和锰Mn，形成电镀NiCoMn ／金刚石复合膜，该镀层硬度较高，可达到HV0.1 400－500，这种镍合金／金刚石复合膜克服了Ni 镀层较软的缺点，镀层较硬，在作切削用途时，受冲击力的作用，金刚石颗粒不会产生位错移，也不会产生滚动，从而保证了金刚石棱边的切削作用，以及球形颗粒金刚石在镀膜中的耐磨作用。
2.1.3 电镀铬／金刚石复合膜

       电镀硬铬应用也较广泛，硬铬层的硬度可达HV0.1 1050－1200，但镀层是脆性，金刚石颗粒包容在Cr 中，共沉积在工件表面，受到切削冲击力作用时，同样会产生脆性位错移，甚至起皮，从工件表面脱落，因此，电镀Cr ／金刚石复合膜建议选用电镀乳白铬／金刚石复合膜，镀层硬度为HV0.1 860－900，在镀液中，金刚石的添加量为：10－15g/L，金刚石在镀层中的含量为2％左右，金刚石在镀膜中嵌得很牢固，由于铬层的耐磨性及乳白铬的润滑性和金刚石的耐磨、切削性，这是一种很好的耐磨切削镀层，作各种切削工具，如钻探用钻头，金属切削刀具、锯条、金刚锉等都是很适用的镀膜。

        2.2化学镀：NiP/金刚石复合膜 

       化学镀NiP 镀层是一个高新科技镀种，它的环境污染是电镀镍的1／10，是电镀铬的1／100，近几年该镀种在全世界推广应用十分迅速，已发展到工业生产的各个领域，在IT产业、电子产业、机械工业、汽车、摩托车、航空、航海、宇航、兵器、气动元件、阀门、管路、塑料、五金、装饰、建材、交通等各行业中都得到了广泛应用。
化学镀NiP 镀层的高防腐性、自润滑性及耐磨性和装饰性是它得到广泛应用的主要原因，另外是该镀种投资少、上马快，很容易见成效，在美国已有1000多家化学镀工厂，在我国近几年发展也非常迅速，它可以在铁基合金、铜基合金、铝基合金、不锈钢、镁基合金、塑料上直接镀，因此，该镀种大有取代电镀的趋势。 

       化学镀NiP 镀层硬度为HV0.1 500－550，径400℃±10℃×1h热处理，镀层硬度为HV0.1850-900，完全可以达到电镀铬镀层的效果。
       化学镀NiP ／金刚石复合膜，在镀液中的添加量为2g/L，在镀层中金刚石含量可达到3％－3.5％，高于电镀层中的金刚石含量。而在镀液中的添加量是电镀液中添加量的1／5－1 ／10，因此成本相应还可低一些，第一次投资相应会少一些。
由于化学镀NiP ／金刚石复合膜对金刚石颗粒具有最好的包裹效果，因此金刚石颗粒受到冲击切削力作用时，不会产生位错移，不会损伤镀膜，因此无论是作切削工具用镀膜，还是作耐磨性镀膜都可达到很好的使用效果。

       3、结论：

       3.1切削工具用镀膜

       切削工具用镀膜最好选用静压法生产的多棱边形金刚石，因为多棱形金刚石才会有比较好的切削效果，如要抛光切削到1nm 的微小平面度，最好选用80－125nm颗粒的多边形、多棱形金刚石，用来配制到电镀液或化学镀液中，才会有比较理想的金刚石镀膜，达到所要求 的切削效果。 

       3.2耐磨性镀膜

       耐磨性镀膜，最好选用爆炸法或爆轰法生产的球形颗粒金刚石，在配制悬浮液或浆料时，最好是将球形纳米金刚石进行解团聚，使团聚体分解成20－30nm 的球形硬团聚体，也就是不可再分的球形颗粒金刚石，这种颗粒添加到镀液中共沉积到镀件表面形成镀膜，就会具有很高的耐磨性和自润滑性，是一种很好的耐磨镀层，以NiP 镀层为例，不加球形金刚石的镀膜，在HV0.1 850－900 的情况下，与加球形颗粒金刚石的镀膜，在相同硬度情况下，其耐磨性可提高10－20倍。