超硬材料顧名思義硬度特別高的材料。主要是指金剛石和立方氮化硼。金剛石我們都知道，是已知的世界上最硬的物質(zhì)，說到這兒那有的朋友可能會說，世界上最堅硬的東西不是碳炔嗎？的確是啊，碳炔是美國人2013年在實驗室合成的新材料，但由于技術(shù)原因，至今都還沒有找到批量生產(chǎn)的方法。所以今天暫且不提啊，那還有人說石墨烯也比金剛石硬，錯了啊，并不是，石墨烯是目前已知世界上強度最高的材料，不是最硬的材料啊。

強度和硬度的區(qū)別

強度和硬度的是有區(qū)別的啊，簡單的來說，強度是指材料在外力作用下抵抗破壞的能力，硬度是一個物體侵入另一個物體的能力。材料的強度是指材料在外力作用下抵抗破壞的能力；二者是完全不同的兩個力學(xué)特征。

金剛石

金剛石有天然的和人造的兩種，金剛石也稱為鉆石，但是它和鉆石的形態(tài)不同，金剛石是鉆石的原石，而鉆石是經(jīng)過琢磨的金剛石。除此之外金剛石和鉆石的定義也存在區(qū)別，金剛石是礦物學(xué)名稱，本質(zhì)上是一種天然礦物，只經(jīng)過開采、切割等物理方式處理。而鉆石是寶石學(xué)名稱，是經(jīng)過雕琢后形成的寶石，會經(jīng)過切工、拋光、打磨等多種加工方式處理。

人造金剛石

人造金剛石我就有所了解，我畢業(yè)的第二份工作就是在超硬材料公司上班，公司主要生產(chǎn)人造金剛石，立方氮化硼，金剛石砂輪等工業(yè)刀具和模具產(chǎn)品。車刀

立方氮化硼我們稍后說啊，加工金剛石的方式就是用那種六面頂壓機，壓機機器也分大小，就是這種，這個機器有上下左右前后六個頂錘，

頂錘是合金的，很大塊，10年的時候據(jù)說一個合金錘就要8000塊（不包括所有，分大小），這個壓機的中間的位置，放置正方形的待壓模具，磨具就跟那個壓縮餅干顏色差不多啊，不知道什么土，粘成一個方形的東西。然后模具里面是一個圓形，放置合成金剛石的材料。

開關(guān)一打開以后，三個也不知道是幾個頂錘就向中心擠壓，好長時間忘了啊，這個過程中會產(chǎn)生高壓，高溫。制造一個片金剛石大概需要20-30分鐘左右吧，好像，機器一開就等著就行了，因為十年過去了，具體加工時間都忘得差不多了，我在那也不是開這種機器的。

開這種六面頂壓機的工人也是整天提心吊膽的，因為有時候因操作不當?shù)纫蛩貢?dǎo)致爆炸，聲音特別響，因為有高壓高溫的條件嘛，所以一爆炸就會毀掉一個或多個合金錘，人坐在機器的距離也比較近，當然有防護的東西，但是爆炸聲，會嚇一跳的啊，特別是夜班。

好，剛剛我們也說了，一個錘子那個時候要8000千塊，如果是因為操作不當導(dǎo)致爆炸的就要扣工資了，也有時候是機器或材料的原因?qū)е碌摹Ｎ覀兡莻€時候人工合成的金剛石就是這個樣子，圓形的一個圓片兒，底部是合金，上面那一層黑色的就是金剛石。這個玩意兒經(jīng)過激光切割以后，切成很小的三角形或其他形狀，然后焊接到刀桿上面，用于車床上的刀具啊。我記得一塊這么大，好像是800元以上啊，如果需要加工成小刀頭的話還得加錢，也或者單個刀具的賣。好，扯多了啊，我們接著說。車刀

金剛石的作用

寶石級金剛石主要用于鉆戒、項鏈、耳環(huán)、胸花等飾品，愛戴鉆的朋友就是你們那種。

工業(yè)級金剛石主要用于車刀、鋸片、玻璃刀、鉆探，金剛石粉則用作高級研磨材料等等，剛才我們也提了啊。

那么人造金剛石除了以上工業(yè)級的用途外，也可以應(yīng)用于軍事和航天領(lǐng)域，對中兵紅箭，主要應(yīng)用導(dǎo)彈激光制導(dǎo)等等。

在現(xiàn)代工業(yè)中使用的金剛石幾乎全部是人工合成的人造金剛石。在某些特殊應(yīng)用方面，它的硬度和幾何形狀等特性，比天然金剛石還要好。雖然金剛石是最硬的材料，但是耐溫最高只能到800 C，因此，應(yīng)用領(lǐng)域還是有限的。

立方氮化硼

剛剛在講我之前公司的時候提到了立方氮化硼（CBN），它是20世紀50年代發(fā)展起來的一種人工合成的新型材料，其硬度高，耐磨性好，耐高溫，最高可至1,300 C，當溫度超過730 C時，它就變得比金剛石還硬。在機械加工行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。車刀

在很長一段時間，立方氮化硼被認為在自然界不存在，直至2009年，我們中國，還有來自美國，德國，的科學(xué)家，在我們中國青藏高原南部，山區(qū)地下約300多公里深處，古海洋地殼的富鉻巖內(nèi)，找到了這種礦物，據(jù)研究是在大約1300攝氏度高溫、118430個大氣壓的高壓條件下，形成了晶體。

在2013年8月，國際礦物學(xué)協(xié)會正式承認，這是一種新型礦物立方氮化硼，其中的原子結(jié)構(gòu)與金剛石中的碳原子結(jié)構(gòu)很類似，具有高密度的特性，硬度僅次于金剛石，在20世紀50年代，首先由美國通用電氣（GE）公司利用人工方法，在高溫高壓條件下合成，也就像我們剛才所說的六面頂壓機的機器，它也能合成立方氮化硼，只不過跟金剛石的配方材料不一樣啊，合成使用的機器是一樣的。它與金剛石統(tǒng)稱為超硬材料，常常被用作磨料和刀具材料。就是車床上的刀具。在2017年1月在《自然》雜志撰文指出，科學(xué)家最新人工合成納米等級的立方氮化硼，它的硬度已經(jīng)超過鉆石，成為世界上最硬物質(zhì)。

立方氮化硼的作用

主要用于加工鋼、鐵等黑色金屬，特別是加工高溫合金、火鋼和冷硬鑄鐵，等難加工材料，它還非常適合數(shù)控機床加工，這種材料效率高，缺點是跟金剛石一樣，貴。你像那種軋輥，如果用合金刀具扯的話，扯一段還得磨刀或者換刀，影響效率，但是用立方氮化硼就不用。加工效果是硬質(zhì)合金刀具的幾十倍，是陶瓷刀具的幾倍。車刀