1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

纳米科学与技术是近几十年来各国科学家研究的热点,而在纳米科技领域中,纳米材料科学是富有活力,研究内涵十分丰富的一个科学分支。纳米材料微小的结构颗粒具有尺寸小、比表面大、量子尺寸效应等特性^[1],它对光、机械应力、电的反应完全不同于常规尺寸的结构颗粒,从而使纳米材料的理化性质发生根本变化,具有常规晶体材料所不具备的奇异或反常的物理和化学性质。所以,研制各种纳米材料已成为开发新材料的一条重要途径。

金刚石由于具有优异的力学、光学、电学和化学等综合性能，它在现代科学技术和现代工业领域中，不仅可以作为工程材料，而且还是一种具有发展前景和潜力很大的功能材料。因此，它在国民经济的许多部门具有广泛的用途，对现代科学技术的发展和现代工业起着非常重要的作用。在金刚石的众多优异性能中，其高硬度、高强度性能的应用较为普遍，因而大部分人工合成的金刚石被用来制造切削、磨削、抛光以及修整等工具^[2]，且效果良好。由于它的独特性能，在一定程度上影响着一个国家工业发展的程度，代表着国家的机械加工水平，因而成为工业发达国家竞相发展的对象。日常生活中的金刚石来源有两种：一种是天然金刚石，另一种就是人工合成的金刚石。金刚石是目前世界上已知的最硬的物质，在地球上是一种罕见的矿物。由于天然金刚石蕴藏有限，开采困难，不能满足工业发展的快速需求，为此人们用人工的方法来制取金刚石。随着世界工业和科学技术的飞速发展，世界人造金刚石工业经过 40 年的发展，不仅产量上已远远超过天然金刚石，而且某些性能已超过天然金刚石。当今人造金刚石品种已形成一个完整的系列，完全可以满足各工业应用领域所提出的需要，而全面取代天然工业金刚石。

现在，应用于工具上的金刚石越来越多的是金刚石烧结体（pcd），由于它具有接近天然金刚石的硬度、耐磨性及硬质合金的抗冲击性，可以作为一种理想的刀具材料。而且其优良的切削加工性能在高速切削有色金属及其合金以及非金属材料场合得到了充分的体现。pcd 根据其晶粒结合情况可分为自身烧结型和中介结合烧结型。自身烧结型 pcd 在烧结时需在金刚石颗粒之间加入触媒金属（co、ni 等），而中介烧结型 pcd 在烧结时需加入碳化物相（si、ti 等），这些物质残留相的耐热性、硬度等远远低于金刚石的，所以在金刚石烧结体中就会导致弱相的产生。由于这些弱相的存在，使用 pcd 生产的刀具寿命和加工性能等受到了严重影响。实践证明，在传统 pcd 为主要原材料（金刚石）的尺寸范围内，以现有的烧结合成工艺实现 pcd 无弱相的合成，是十分困难的。但是纳米金刚石为这一问题的解决带来了曙光。纳米金刚石除具有金刚石的所有特点之外，还具有其它纳米粉体材料的所有特点，即：比表面积大、化学活性好、熵值大和较多的结构缺陷等^[3]。由于纳米金刚石的双重特性，在复合镀层、研磨、抛光、润滑、密封、高强度树脂和橡胶等领域得到了广泛的研究和应用，显示出了良好的前景。纳米金刚石是21 世纪最有前途的材料之一^[4-7]。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

虽然己有不少爆轰金刚石应用研究报道，展示了这种新型纳米粉体材料的广泛的应用前景，但相比其合成技术水平，应用开展却明显滞后，从而也影响了整个产业的发展。此前，国内外科研人员对纳米金刚石表面性质和表面改性手段，对颗粒在不同体系中的解团聚分散与稳定悬浮，进行了大量有益探索。本文拟采用表面氧化、机械化学分散的方法来解团聚。

本文通过金刚石粉体在375~450℃的高温下进行氧化，以去除表面的石墨层。研究不同的氧化温度对纳米金刚石表面成分的影响。将氧化后的金刚石进行球磨。考察不同的球磨时间和球磨速度对金刚石粉体粒径的影响。之后进行粒径测试、红外表征、XRD测试等手段来表征纳米金刚石，以此来考察纳米金刚石的团聚问题。