上海交大正在高机能金刚石磨粒范畴取得主要进

　　近日，上海交大机械取动力工程学院制制手艺取配备从动化研究所沈彬传授团队正在高机能磨粒范畴取得了主要进展，通过石墨烯以共价键界面拆甲金刚石磨粒，初次实现了保守磨粒物能极限的冲破。该研究提拔了保守磨粒的耐磨损取抛光机能，也为基于液态金属催化的微/纳米颗粒概况原位改性供给了新的手艺方案。论文第一做者是博士后林强，通信做者是沈彬传授，上海交通大学为独一通信单元。新一代半导体材料如金刚石、碳化硅等正在高功率器件范畴具有广漠的使用前景。然而，这类材料具有超高的硬度和耐磨性，导致其概况抛光加工坚苦，而保守金刚石磨粒耐磨损机能无限且材料去除质量差，难以满脚超硬材料概况的高效细密抛光需求，限制了新一代半导体高机能概况制制的成长。将石墨烯取金刚石磨粒连系无望实现磨粒机能的进一步冲破。基于这一理论构思，研究团队将液态金属镓微液滴化并快速原位裹覆金刚石颗粒，建立了一种镓-金刚石“细胞式”的悬浮浸湿收集，从而实现了金刚石颗粒概况的原位石墨烯发展取批量制备。采用该方式制备的石墨烯取金刚石磨粒本体通过共价键界面相连，正在金刚石磨粒概况构成一层具有超高界面连系强度取耐磨性的石墨烯“拆甲”，冲破了石墨烯正在机械使用中易零落失效、金刚石耐磨性提拔受限的瓶颈问题。此外，这种“细胞式”的悬浮浸湿策略可实现千克级石墨烯“拆甲”金刚石磨粒的制备，比拟保守制备方式的无效产率提拔3-5个数量级，正在现实使用中，取目前具有最强物能的金刚石磨粒比拟，通过石墨烯“拆甲”后的金刚石磨粒正在超硬半导体材料（金刚石、碳化硅等）的抛光加工中展示出更高的耐磨性、抛光效率取抛光质量，其原子级材料去除率是保守金刚石磨粒的5倍，显著超越了现有其它磨粒的机能。这一冲破了保守磨粒的机能极限，并为实现超硬半导体的高效无毁伤抛光供给了立异性的手艺方案。此外，这种多功能颗粒材料凭仗其大比概况积和优异的界面强度，正在电催化高机能电极、储能系统的功能添加剂，以及通过烧结或增材制制手艺制备具有优异导电性和导热性的高机能块体材料等方面同样具有广漠的使用前景。该研究工做获得国度优良青年科学基金、国度天然科学基金青年项目，以及国度赞帮博士后研究人员打算的支撑。复旦大学孙正传授、上海交通大学张执南传授、卡尔斯鲁厄理工学院Martin Diewiebel传授、弗劳恩霍夫材料力学研究所Michael Moseler传授对研究工做供给了主要指点。