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　　低碳、綠色、環保是全球性的永恒話題。高速、高效、超精細以及機械化、自動化和智能化是現代工業企業追求的遠大目標。作為發展中的高技術的超硬材料，在這場宏偉的現代工業革命中是大有用武之地的。現在擺在我們面前的問題是如何服務好現代工業，并做出更大、更新的貢獻。今年是我國第一顆立方氮化硼研制成功五十周年，恰逢第十三五規劃的開局之年，圍繞上述的遠大目標和國家大政戰略方針，我們把未來的發展目標具體化。下面引用若干超硬材料行業專家的觀點，他們從不同的專業視角出發，對未來幾年或更長時間內，應該去做些什么提出了不同的想法或建議。

　　1、針對高速、超高速磨削技術發展的需求，呂智，蔣燕麟等認為：國內磨具的研究應注重以下幾個方面進行技術創新。
　　1.1結合劑的技術創新
　　在考慮低溫高強的基礎上，還應該考慮結合劑的耐磨性和形狀保持性。目前國內有采用納米技術來提高結合劑的強度，以及與磨粒更好地進行結合。國外也有報道，在陶瓷結合劑的基礎上利用特殊樹脂來增強結合劑的強度，以改善磨粒周圍的結合劑在反復加載后的疲勞性能。
　　1.2成型技術的創新
　　不同的成型方式，磨粒及結合劑在成型過程中受擠壓程度不同，形成的組織均勻性也不同。
　　1.3檢測技術創新
　　目前，高速、超高速磨具的檢測和傳統常規時磨具檢測的手段基本相同，甚至更少。比如硬度檢測目前還沒有看到相關的標準。

　　2、張莉麗，林峰等對國內PcBN產品發展提出以下幾點建議。
　　2.1擴大PcBN產品的直徑
　　PcBN產品直徑的擴大，不僅僅是產品尺寸的問題，而且是對PcBN合成的綜合體技術提出了更高的要求。擴大PcBN產品的直徑帶來一系列技術上的難題，包括要求設備大型化以及腔體空間的擴大，導致的腔體內溫度差和壓力差增加，繼而產生的產品性能均一性的問題。
　　另外，擴大的腔體空間需要更長的燒結時間，因而對腔體組裝的穩定性要求更高，擴大PcBN產品的直徑，必須保證PcBN產品具有良好的可切割性，可以將PcBN產品切割成所需要的任何形狀，從而降低單位面積成本，提高綜合效益。
　　2.2細化cBN的粒度
　　cBN晶粒的細化，可以提高PcBN耐磨性、抗沖擊性和可加工性。但隨著晶粒的細化，也會給生產工藝帶來困難，如混料不均勻，使得黏結劑在PcBN中出現富集和偏析現象，造成PcBN組織不均勻，性能不穩定。
　　另外由于cBN顆粒越小，cBN顆粒之間的間隙就會越小，從而使得黏結劑很難滲透，造成燒結滲透不均勻，影響PcBN的整體性能。
　　2.3加強產品系列化研究工作
　　西方發達國家的PcBN產品向系列化、多樣化方向發展，根據不同的被加工材料、不同的加工方式提供不同性能的PcBN產品，粒徑從0.3μm到數十微米，cBN含量從低含量到高含量，結合劑從金屬到非金屬混合材料等。國內雖然已開展PcBN產品系列化工作多年，但由于國內開展該項工作的研究院所和高校并不多，生產企業又沒有這方面的技術實力，導致國內PcBN產品的應用基礎研究不夠深入、不夠系統。
　　因此，國內必須加強PcBN產品系列產業化的基礎研究工作，加速PcBN產品的系列化進程，制定全國統一的PcBN工業標準，實行產品標準化、系列化管理，使其在加工不同材料、在不同條件下發揮最大的優勢，滿足國內不同材料加工的要求。
　　2.4重視刀具涂層的作用，加大刀具涂層技術的研發力度
　　由于涂層刀片的綜合性能良好，故涂層刀片有較好的通用性。國外發達國家的刀具涂層技術發展迅速，應用廣泛。國內與之相比，差距很大，涂層刀具的數量也差得很遠，大致占全部刀具的20%。其中數控機床和加工中心上使用得多一些，在普通的非數控機床上則少得可憐，原因是認識問題和價格等因素。我們應該努力提高刀具涂層技術和應用技術的水平，大力推廣應用涂層刀具，促進切削加工和機械制造水平的提高。

　　3、寇自力，李瑜等談及PcBN未來的發展方向時指出，回顧我國超硬材料發展史，仔細思考我國PcBN刀坯材料發展緩慢及高速切削超硬刀具技術難以推廣的原因，未來PcBN刀坯的發展方向應有以下特點：
　　3.1首先要加強超硬材料燒結理論、超硬刀具切削理論方面的研究;
　　3.2進一步提高國產六面頂壓機的壓力、溫度極限，更好地掌握高溫高壓腔體的精密控制技術等;
　　3.3PcBN刀坯材料要向尺寸大型化、產品系列化發展，且保證質量的穩定性及性能的均一化。
　　超硬刀具的發展：(1)加大進口數控超硬刀具制造設備的引進與消化，實現微米級精密超硬刀具的制造;(2)加強超硬刀具的推廣應用研究，開發超硬刀具的新的應用領域，實現中國制造到中國創造的轉變;建立PcBN刀具的業標準與國際接軌。

　　4、李志宏，馮丹丹等在“陶瓷結合劑cBN磨具現狀及發展對策”文中指出：
　　陶瓷結合劑磨具發展是必然趨勢。為適應cBN磨具發展需要，應做好以下幾方面工作：
　　4.1繼續進行高性能結合劑的開發工作，適應超高速磨削發展需要;形成結合劑系列化，適應不同磨削用途的需要。結合劑的開發研究工作應遵循已總結出的幾個基本原則。
　　4.2加強磨料和結合劑結合機理的進一步研究，探索cBN磨料表面改性的新方法，爭取實現結合劑和磨料結合界面的合理設計和可控性。
　　4.3加強cBN磨具在超高速磨削、航空航天等難加工材料磨削的研究，拓寬國內cBN磨具的應用范圍。
　　4.4加強產學研用幾個方面的協同創新研究。一方面，磨削是一個系統工程，需要機床、磨具、磨削應用幾個方面的良好配套合;另一方面，國內沒有一家研究單位和砂輪生產單位具有相當水平的磨削試驗中心，許多性能驗證都需要在用戶方進行。對于大批量磨削生產經驗證，磨具研究和制造單位即使有磨削試驗平臺但一般也不會有足夠的工作，仍然要依靠磨削生產單位。若用戶試驗不及時就會延誤磨具開發調整的進程。

　　5、張相法，張奎在“我國高品質立方氮化硼單晶的現狀及發展趨勢”文中提到：我國cBN發展前景良好。
　　《全球行業分析》發表的“全球戰略業務報告：cBN磨料”指出，cBN正成為大部分磨削加工的首選磨料，因為它有助于獲得精確的幾何形狀和尺寸、更好的表面光潔度和表面完整性，以及縮短加工時間。由于它非常適合在數控磨床上使用，因此其用量正在不斷增加。為了充分利用cBN磨削的優勢，獲得更好的零部件表面光潔度、結構完整性和更長的使用壽命，越來越多的汽車制造商已選用cBN砂輪來替代傳統磨料砂輪。
　　cBN產品最大的應用是在制造cBN砂輪方面，在cBN砂輪的四種結合劑(樹脂、陶瓷、金屬、電鍍)中，以陶瓷結合劑的cBN磨具發展最快。在世界范圍內，陶瓷cBN磨具的比例已由20世紀80年代的4%上升到現在的50%以上，增速迅猛。由于陶瓷cBN磨具具有磨削效率高、形狀保持性好、耐用度高、易于修整、磨料利用率高(為75%以上，其余類型結合劑為50～60%)、砂輪使用壽命長等優勢，因而成為高效、高精度磨削的首選磨具。應用領域涵蓋汽車、航空航天、油泵油嘴、壓縮機等。近年來，cBN應用推廣取得長足進步，使用廠家增加很快，據不完全統計目前國內使用cBN單晶的大小廠家在500家以上，單個廠家使用最多在400萬克拉以上。
　　再者國內PcBN刀具經歷了多年的發展，目前已形成一定的規模，尤其是整體PcBN刀具快速發展帶動cBN微粉使用量的大幅增加，幾家生產cBN單晶的廠家不同程度的加入到合成整體PcBN的行列，這也帶動了cBN單晶生產量的穩定增加。綜上所述，我國cBN發展前景將持續向好。

　　6、陳永杰，王海闊等認為，隨著工業化進程的進一步發展，新型難加工材料的不斷出現，PcBN刀具的優勢越來越明顯，PcBN刀具將會有更為廣闊的市場前景，其必須朝著以下方向發展：
　　6.1新的制備工藝和方法 主要是對傳統的制備工藝和方法進行升級換代，以滿足新形勢下對制備工藝和方法的要求;
　　6.2更低的制造成本和低碳環境 主要是提高各生產環節原材料的利用率，以及刀具的回收利用，力爭做到成本最低、無污染;
　　6.3新領域 隨著新材料的不斷出現，對刀具的各種性能必將提出更高的要求，因此其應用領域也必將得到進一步的發展。

　　7、殷紅在“立方氮化硼膜的研究進展與應用”文中指出：
　　cBN具有極高的硬度和良好的耐磨性，其硬度僅次于金剛石，而熱穩定性及化學穩定性遠優于金剛石。此外，cBN禁帶寬、熱導率高、絕緣性好，從紫外到紅外包括可見光范圍內具有良好的光透過性。cBN在機械、電子、光學等領域有巨大的應用潛力。但是，目前cBN的研究仍然存在一些基本的問題亟待解決，如薄膜內應力高、膜基黏附性差，沉積溫度高，沉積率低和立方相含量不穩定等問題。近年在cBN厚膜的沉積、外延生長等方面取得了很大的進展，但是在超硬制品方面的應用仍然以共聚晶微粉的形式為主，因此開發高端cBN涂層制品是工業應用方面需要專注的主要問題之一。此外，也需積極開發cBN膜在其他新興領域中的應用，諸如生物、光電、半導體等。

　　8、張鐵臣在“合成高質量cBN單晶推進功能特性研究”文中認為：展開立方氮化硼電流控制微分負阻、二階非成線性光學特性、線性電光系數和立方氮化硼單晶-金剛石膜異質P-N結的研究，將拓寬立方氮化硼單晶的研究領域，對立方氮化硼晶體在光電器件方面的應用的研究有著重要的意義。但是，由于立方氮化硼單晶尺寸的限制，很多工作尚無法進行，因此，合成高質量、大尺寸、形狀規則的立方氮化硼單晶體仍然是亟待解決的問題。誰先突破這一障礙，誰就搶占了這一先機。讓我們共同努力爭取這一天早日到來!

　　9、董書山，周小彥等在“超硬材料制品金屬結合劑的發展現狀及未來展望”一文中認為：“高效節能，綠色環保”將是今后超硬材料制品行業發展的主旋律，其發展基礎是依靠材料的進步，推動制品在制備機理及工藝裝備方面的創新突破，由單一依靠溫度為驅動力向以“壓力+溫度”雙相驅動力的方向轉變，強化壓力為驅動力，弱化溫度為驅動力。“細顆粒、高活性、易壓制、穩定化、功能化”將是金屬結合劑今后的發展方向。金屬結合劑的開發內容應圍繞“把持力”和“磨損性”兩條主線展開，在成分設計、細化手段、活性控制、粒度分布、壓制性調控等方面開展創新研究，并深入開展胎體的微觀結構、組織性能、燒結機制與材料特性相關的基礎研究，進而帶動相關工藝裝備的開發。

　　10、未來發展的思考
　　圍繞著上述的遠大目標和國家大政戰略方針，筆者認為在未來的發展目標歸納起來有如下方面。
　　10.1向“三高一低”( 即高速度、高效率、高精度、低成本)方向發展
　　隨著現代工業技術和高性能科技產品對機械零件的加工精度、表面粗糙度、表面完整性、加工效率和批量化質量穩定性的要求越來越高。
　　超高速磨削技術是現代新材料技術、制造技術、控制技術、測試技術和實驗技術的高度集成，是優質與高效的完美結合，是磨削加工工藝的革命性變革，被譽為“現代磨削技術的最高峰”。
　　高速/超高速、高效率、自動化/數控化/智能化、超精密等既是當前磨粒加工工藝技術的主要內容，也是先進加工制造工藝與裝備的重要的學科前沿。
　　陶瓷立方氮化硼砂輪是高速、高效、高精度、低磨削成本、低環境污染的高性能磨具，成為世界上競相研究開發的熱點和當代磨具產品發展的一個重要方向。在美國、日本、德國、英國等工業發達國家的航天航空、軸承、汽車、工具等行業已進入規模應用或普及階段。因此，必須加大高檔cBN陶瓷砂輪的研究與開發力度，擴展其應用領域。
　　10.2向“三高一專”的方向發展
　　航空航天工業被稱為“工業皇冠上的一顆明珠”，因航空產品的零件形狀和結構復雜，材料多種多樣，加工精度要求嚴格等因素一直是先進技術高度密集的行業之一。
　　金屬切削刀具作為數控機床必不可少的配套工藝裝備，在數控加工技術的帶動下，進入了“數控刀具”的發展階段，顯示“三高一專”(即高效率、高精度、高可靠性和專用化)的特點。
　　以高速切削為代表的干切削、硬切削等新的切削工藝已經顯示出很多優點和強大的生命力，成為航空發動機制造技術提高加工效率和質量、降低成本的主要途徑。航空難加工材料切削加工的主要矛盾已從是否能夠切削加工轉向如何高效率、低成本地進行加工。
　　先進發動機的葉片、盤軸、機匣等主要結構件，大量采用新型超高新耐高溫合金、單晶合金、金屬間化合物及輕質高強復合材料，這給機械切削加工增加了更大的難度，對切削技術提出了更高的要求。因此，我們的航天飛機、太空飛船、空間探測器等凝聚著人類的勤勞和智慧的偉大發明要想飛得更高、飛得更遠，就不得不依賴于高精密刀具這對翎羽了，所以，開發新一代PcBN刀具并產業化是時代賦予的使命。
　　10.3向功能應用方向發展
　　立方氮化硼的晶體具有64eV最寬的帶隙，是一種十分優異的半導體材料，在高溫高功率寬帶器件微電子學領域有著廣泛的應用前景。立方氮化硼能產生二階非線性光學效應，可以用于光的高次諧波發生器、光電調制器、可見紫外光轉換器、光學整流器，光參量放大器等。此外，立方氮化硼與金剛石一樣還具有很強的抭幅射能力，可以用于抗幅射器件。因此，對立方氮化硼材料功能性研究與開發有著重要的現實意義。
　　隨著cBN大單晶的研究開發，cBN單晶形狀不規則，尺寸小等嚴重限制cBN晶體的基礎性質研究和應用的狀況將得以改變。一方面，大尺寸的優質cBN單晶制備性能優異的單晶刀具;另一方面，在功能材料研究方面由于大尺寸的CBN單晶是研究其熱、電、光等基本性質所必須的，同時也是制備熱沉、高溫半導體器件乃至特殊光學器件所必須的。
　　10.4加強產品系列化研究工作
　　西方發達國家的PcBN產品向系列化、多樣化方向發展，根據不同的被加工材料、不同的加工方式提供不同性能的PcBN產品，粒徑從0.3μm到數十微米，cBN含量從低含量到高含量，結合劑從金屬到非金屬混合材料等。而因國內雖然已開展PcBN產品系列化工作多年，但由于國內開展該項工作的研究院所和高校并不多，生產企業又沒有這方面的技術實力，導致國內PcBN產品的應用基礎研究不夠深入、不夠系統。
　　因此，國內必須加強PcBN產品系列產化的基礎研究工作，加速PcBN產品的系列化進程，制定全國統一的PcBN工業標準，實行產品標準化、系列化管理，使其在加工不同材料、在不同條件下發揮最大的優勢，滿足國內不同材料加工的要求。
　　10.5立方氮化硼涂附磨具的研發及其產業化
　　我國是涂附磨具的生產大國，但立方氮化硼涂附磨具所占比例甚小，為適應現代磨削技術的發展，硬脆材料磨削和拋光加工的需要，必須大力開發立方氮化硼涂附磨具，并使其產業化
　　10.6加強應用技術的研究
　　加強cBN磨具在超高速磨削、航空航天等難加工材料磨削的研究，拓寬國內cBN磨具的應用范圍。
　　加強超硬刀具的推廣應用研究，開發超硬刀具的新應用領域，實現中國制造到中國創造的轉變。
　　隨著現代切削技術的發展，要想提高切削速度、降低切削成本，在所有加工用因素中最經濟的辦法就是應用新材料和新工藝。表面涂層是提高刀具壽命、降低切削成本的有效手段，不僅可以提高刀具的表面硬度，增強其耐磨性，而且可以減小刀具的表面摩擦系數，增加潤滑能力，提高切削速度，減少換刀次數，提高被加工零件的精度和表面質量，從而提高生產效率。
　　鑒于目前所合成的cBN涂層的質量和組分，僅可用于涂層要求較低的刀具制品。美國、日本的許多企業已經在此方面進行了大量投資，預計近年超硬涂層工具的市場將繼續擴大，其應用領域主要集中在汽車工業。
　　納米陶瓷結合劑由于其粒度小、比表面積大、燒結溫度低、強度高、韌性好等優點，有望解決目前傳統陶瓷結合劑低燒結溫度和強度之間的矛盾問題，提高陶瓷結合劑cBN砂輪的性能，進一步拓寬cBN砂輪的應用范圍。
　　10.7加強工藝技術理論的探索
　　cBN在半導體、光電子器件以及平板顯示等領域有潛在的應用前景。由于本征cBN的電阻率非常高，接近絕緣體，因此要想將其應用到電子領域，就必須要進行合適的摻雜以調節其電學性能。理論計算表明，Be和Mg替代cBN中的B原子，會到形成p型導電，而Si和C替代cBN中的B原子會形成n型導電。
　　隨著cBN薄膜外延生長的成功實現使得cBN應用于高溫高頻半導體器件成為可能，伴隨而來就是探索高品質、無缺陷、少雜質、摻雜可調的cBN外延膜的有效制備途徑。
　　首先要加強超硬材料燒結理論、超硬刀具切削理論方面的研究。
　　10.8結合劑作為超硬材料磨具的主要組成部分，其發展核心是改善燒結胎體的組織性能，包括微觀組織結構、燒結致密度、燒結強度、燒結硬度、磨損性能、對超硬材料的浸潤性、高溫硬度等。
　　近年來有人對納米陶瓷結合劑進行了探索。納米陶瓷結合劑應該是以納米尺寸無機粒子為主相的結合劑。納米材料由于它的粒度小、比表面積大、而表現出明顯的小尺寸效應、量子尺寸效應以及表界面效應。與傳統的陶瓷結合劑材料相比，納米陶瓷結合劑的強度應該高，韌性應該好，燒結溫度應該比較低。但由于其密度低，可能對磨具成型帶來一定的困難。另外，納米陶瓷粉體很容易制備，但由于陶瓷顆粒在燒結過程中存在長大現象，要獲得真正意義上的納米陶瓷結構材料并不容易。因此真正的納米陶瓷結合劑市面上很難見到。
　　10.9建立具有國際水平的高技術標準
　　我們現在的cBN基本品種加上派生出品種已達到數十種，但目前國家標準cBN品種只有2個，遠遠低于實際產品品種數量，己經造成磨料生產廠家與砂輪制造商溝通、驗收的不便，急需擴展我國cBN產品標準系列。
　　國內必須加強PcBN產品的系列化基礎研究工作，加速PcBN產品系列化進程，制定全國統一的PcBN工業標準，實行產品標準化、系列化管理，使其在加工不同材料，在不同條件下發揮最大的優勢，滿足國內不同材料的加工要求。
　　10.10建立協調發展的聯動機制
　　加強產學研用幾個方面的協同創新研究。只有幾個方面通力配合協作，才能實現磨床、磨具與磨削技術的快速創新，才能快速實現機床、磨具的產業化進程，同時為磨削應用單位帶來高速、高效、高精、低成本的磨削效益。
　　可見，集中各軍團的優勢兵力才能打殲滅戰、速決戰，實現共同發展、共同提高、共同收益的共贏良好大結局。