钻石作为切削工具的一大挑战是其非常脆。钻石是碳的一种形式，原子排列非常紧密。在面心立方结构中，每一个原子与其他四个相邻原子通过共价键连接，因此形成了一种非常强的晶体结构。不仅强度很高，这种结构也使得钻石的化学性子很稳定，有很高的导热性，低热膨胀性，平面非常光滑，以及很高的折射系数。这些性质是非常有用的。例如，晶面的光滑度及化学惰性意味着非粘性。这样的结果是，金刚石的润湿性差，与粘合剂不能很好地工作。当考虑到将钻石用于钻探工具时，就成了一个问题。要做到这一点，唯一有效的办法是将颗粒包覆在金属基体中，依托金属的机械强度，将其固定。
热量是另一个难题，使得其很容易氧化或者还原为石墨。尽管大家都认为“钻石恒久远”，但事实是当温度高于400℃的时候，钻石会迅速石墨化，变成柔软的石墨—尤其是有金属存在的情况下。最终，虽然金刚石各向异性晶格结构非常强，但它确实存在断裂面，沿着该晶面晶体会发生粉碎。
对于最后一个问题的解决方案，则是多晶钻石，即由非常多小型钻石晶体组合而成。由于这些小型钻石的排列非常随机，因此不易形成连续的断裂面，从而使得其不利发生断裂。
多晶钻石有两种类型：多晶金刚石复合物和热力学稳定型多晶金刚石复合物。对于表面硬化工具，TSP类型显然是更好的选择，然而其也面临新的挑战。尤其是使用镍涂层来帮助烧结钻石成矩阵时会导致许多的上述问题。镍会与钻石形成弱的化学键，当材料膨胀的时候，这些键会发生断裂。此外，镍也会促进金刚石向石墨的转变。
采用化学气相沉积法在金刚石晶体表面形成碳化钨涂层，该过程中碳化钨从气体冷凝时可将原子形成在钻石表面，这会形成很强的化学键，并且不会形成气孔。具有涂层的钻石其润湿性有了很大的提高，使多晶金刚石可以更好地嵌入切削工具。实验室测试证实了这些分析。断裂测试表明即使是在断裂的情况下，这些涂层仍然与金刚石成键。
当全球寻找石油和天然气储量移动到更加偏远的地区时，钻头的重要性则更加明显。因此工程和制造方面的压力就更大了。这项全新的新技术可以获得世界上最坚硬的材料，在很多关键方面扮演着举足轻重的角色。
==关于我们==
肇庆市振华真空机械有限公司
www.zhenhuavacuum.com
成立于1992年，是一家专业研发制造真空镀膜设备的技术型企业。拥有华南最大的真空设备制造基地，不仅致力为客户提供核心的真空设备和技术支持，更为客户提供整体解决方案及快捷优质的售后服务。
