超硬材料是指硬度特别高的材料,其维氏硬度大于40 GPa。这类材料主要包括金刚石和立方氮化硼(CBN),以及由它们为主要成分制成的复合材料。超硬材料因其高硬度和优异的物理性能,在工业领域有着广泛的应用,被誉为最硬最锋利的“工业牙齿”。
金刚石是已知的最硬的物质,而立方氮化硼的硬度仅次于金刚石。这两种材料的硬度远高于其他硬质材料,如刚玉、碳化硅和硬质合金等。因此,超硬材料在加工硬质材料方面具有无可比拟的优越性,被广泛应用于金属及合金材料、高硬脆材料、复合材料和软韧材料的加工。
除了用于制造加工工具外,超硬材料在光学、电学和热学等方面也具有特殊的性能,成为重要的功能材料。例如,金刚石因其优异的导热性和电学性能,被用于制造高功率电子器件和传感器。立方氮化硼则因其高热稳定性和对铁族金属的化学惰性,成为加工黑色金属材料的理想选择。
近年来,随着科技的进步和工业生产的需求,超硬材料的应用领域不断扩展。例如,CVD金刚石因其高纯度和可控制的颜色,成为下一代半导体材料的候选之一。同时,超硬材料在航空航天、国防军工和医疗检测等领域也有着广泛的应用前景。