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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划超轻硬材料XX年中国复合超硬材料行业现状调研及发展趋势预测报告报告编号：行业市场研究属于企业战略研究范畴，作为当前应用最为广泛的咨询服务，其研究成果以报告形式呈现，通常包含以下内容：一份专业的行业研究报告，注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况，旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。一份有价值的行业研究报告，可以完成对行业系统、完整的调研分析工作，使决策者在阅读完行业研究报告后，能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势，确保了决策方向的正确性和科学性。中国产业
2、调研网基于多年来对客户需求的深入了解，全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景，注重信息的时效性，从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。一、基本信息报告名称：XX年中国复合超硬材料行业现状调研及发展趋势预测报告报告编号：咨询时，请说明此编号。优惠价：￥6750元可开具增值税专用发票网上阅读：http:/R_NengYuanKuangChan/93/FuHeChaoYingCaiLiaoWeiLai温馨提示：如需英文、日文等其他语言版本，请与我们联系。二、内容介绍与传统硬质合金相比，复合超硬材料在硬度、摩擦系数、加工精度与使用寿命方面具有明显优势；与单晶超硬材料相比，复合超硬材料晶粒呈无序排列，
3、因此其不仅具有单晶超硬材料所固有的卓越性能，还具有在不同晶面上的强度、硬度、耐磨性有较高一致性的各向同性优点以及在生产制造中的一些优良特性，其对于技术水平和加工工艺精度等方面也具有更高的要求。复合超硬材料与硬质合金性能比较中国产业调研网发布的XX年中国复合超硬材料行业现状调研及发展趋势预测报告认为，复合超硬材料主要包括聚晶金刚石、聚晶立方氮化硼及复合片。主要产品为聚晶金刚石和聚晶金刚石复合片及制品，是超硬材料中技术含量较高、工艺加工水平要求较高的产品之一，其中聚晶金刚石复合片是一种新型的复合超硬材料，是通过将金刚石微粉与硬质合金基体在高温高压下烧结而成，既具有聚晶金刚石的高硬度、高耐磨性与导热
4、性，又具有硬质合金的强度与抗冲击韧性，是石油钻头、天然气钻头、煤田矿山钻头、高端机床加工切削刀具等工具的核心部件，广泛应用于石油、天然气、页岩气、地质、煤田的开采钻探及非铁金属及合金、硬质合金、石墨、塑料、橡胶、陶瓷和木材等材料的切削加工等多个领域。复合超硬材料产业市场需求潜力巨大复合超硬材料与单晶超硬材料和硬质合金材料相比均具有明显的性能优势，未来超硬材料的不断升级以及高端制造产业的兴起将为复合超硬材料带来巨大的市场空间。在材料升级换代方面，复合超硬材料工具对于传统硬质合金类工具的替代将持续进行，PDC钻头近几年正不断替换硬质合金钻头。根据中国钨协测算，在国内，XX年硬质合金市场总规模约为3
5、00亿元，按照20%的产品替换率估算，复合超硬材料XX年的替换市场空间将达到60亿元；在海外，XX年硬质合金市场规模约为1000亿元，按照20%的产品替换率估算，XX年的替换空间预计将达到200亿元。从国内发展来看，国家“十二五”规划将高端制造产业列为重要的国民支柱产业，未来精密机械、高端汽车、电子信息、航天航空、国防军工等高精度领域的需求有望保持强劲增长，精密加工部件的整体刚性需求将为复合超硬材料产业创造巨大市场空间。油气钻头用PDC的性能及稳定性在钻探用复合片中要求最高PDC可用于石油、天然气、煤田、矿山等各领域的钻探钻头，通过充当钻头切削齿进行地层岩石的吃入和剪切。在所有钻探用复合片中，
6、对油气钻头用PDC的性能及稳定性的要求处于最高水平，这一方面是因为油气开采的地质条件相对恶劣，在切削齿吃入和剪切岩石时需要较大的压力和切削力，会产生较高的温度和较大的冲击载荷，当冲击碎裂和热加速磨损等破坏形式同时起作用时，切削刃更易出现磨损或碎裂。因此，油气钻头用PDC的耐磨性、抗冲击性、耐热性等技术指标比其他领域用PDC要高出很多；另一方面，钻井投资是油田开发投资的重要部分，钻井作业的持续稳定直接影响到钻井成本乃至整个油田开发成本，同批次之间以及每一批次之间PDC性能指标的一致性和稳定性对于钻井作业的持续稳定进行具有重要影响。鉴于油气钻头用PDC的性能指标及品质稳定性要求较其他领域用PDC要
7、高出很多，其技术难度及生产工艺也更为复杂，我国目前只有一小部分在材料运用、配方、组装工艺、合成工艺、加工工艺等方面拥有深厚技术积累的复合超硬材料生产企业能够生产出高品质的产品并参与到国际市场竞争中。从事油气钻头用PDC领域企业的下游应用空间不断增大由于从事油气钻头用PDC研发、生产的企业在技术水平、品质控制方面在复合超硬材料领域均处于较为领先的地位，因此其可以较为顺畅的在下游不同应用领域进行扩展，不断提升其市场空间。一方面，除油气钻头用PDC外，复合超硬材料还被广泛应用于机械、冶金、地质、石油、煤炭、石材、建筑等传统领域以及电子信息、航天航空、国防军工等高技术领域，使用其制成的工具包括煤田矿山
8、PDC钻头，超硬刀具、金刚石拉丝模、金刚石喷砂喷嘴等，从而使企业下游具有更大的市场空间。另一方面，页岩气等非常规油气开采技术的突破和开发，使得PDC在非常规油气开采领域也将迎来新的市场空间。根据我国页岩气“十二五”规划的目标，到2015年，我国将探明页岩气地质储量6,000亿立方米，可采储量2,000亿立方米并实现页岩气产量65亿立方米，力争2020年页岩气产量达到600-1,000亿立方米。行业下游客户具有较高的黏性和稳定性油气钻头用PDC生产厂商的下游客户主要是从事PDC钻头生产及油气田钻井服务的公司，其在选择PDC供应商后一般具有较强的黏性，不会轻易更换供应商，这主要是由油气钻井成本和钻
9、井安全性两方面因素决定的。首先，钻井在油气开发中的作用非常重要，在某些油田投资开发中，钻井投资占投资开发的35%-40%，而钻头作为钻井作业中最重要的工具，其工作性能直接影响到钻井作业的成本和效率，从而决定了开发成本和日后产出的效益，而PDC的质量又直接影响到钻头的性能和钻探的速度及进程；其次，油气钻探属于特殊作业领域，具有风险高、投资高的特点，因此其对于包括钻头在内的钻井主材的安全性和可靠性要求极高，使油气钻头厂商在钻井时承担着较高的责任与风险，从而使得PDC作为钻头核心部件有着极为苛刻的准入条件。在钻井过程中PDC的非正常破损率被要求降到零。钻头厂商在选择PDC供应商时要经过对其管理体系、
10、技术水平、生产能力等全方位的考察和认证，并且需要经过长期的小批量供货测试，PDC供应商才能进入钻头厂商的供应链体系。出于钻井工作的高成本、高风险以及更换供应商成本等考虑，下游钻头厂商一旦确定PDC供应商，一般不会轻易更换，具有较高的黏性。我国PDC产品具有较高的性价比优势复合超硬材料由于技术含量高、生产工艺复杂，价格相对较为昂贵，国内企业通过提升工艺技术、降低成本，在性价比上具有较强的竞争实力。国产PDC价格约为进口PDC的1/4。另一方面，原油等大宗商品价格的阶段性下降将给油气开采行业带来较大的成本压力，油气钻头用PDC作为钻井设备的重要组成部分，其生产企业必将面对下游钻头生产商带来的价格压
11、力，而国内油气钻头用PDC生产企业的产品性价比优势将会得到突显。PDC产业在全球正逐步实现产业转移目前，中国的PDC生产厂商在全球的市场份额仍然较低，而欧美等国的先进厂商则占领了全球聚晶金刚石复合片及制品的绝大部分市场份额，特别是高端油气钻头用P超硬材料的性能与应用摘要：本文在超硬材料的基础上讨论了其良好性能及在工业上的应用，同时提出超硬材料在其领域内所应该开发的新应用。重点分析了超硬材料在应用过程中所表现出其他材料所不能替代的性能。本文通过查阅相关文献阐述了超硬材料综述了超硬料的结构及其性能特点,为今后超硬材料在工业上的进一步发展有提供前景。关键字：超硬材料、金刚石、立方碳化硼、性能、应用等
12、一、超硬材料的简介所谓的超硬材料则是指硬度可与金刚石相比拟的材料。目前使用的超硬材料主要是立方氮化硼与金刚石，但是还是许多超硬材料正在研发中，如碳化硼，富硼氧化物等。金刚石包括天然金刚石和人造金刚石，天然金刚石是目前世界上最硬的工业材料，它具有硬度高、耐磨损、热稳定性能好等特性，而且抗压强度高、散热速率快、传声速率快、电流阻抗、防蚀能力、透光、低热胀率等物理性能，是工业材料中不可替代的材料；人造金刚石是加工业最硬的磨料，电子工业最有效的散热材料，半导体最好的晶片，通讯元器件最高频的滤波器，音响最传真的振动膜，机件最稳定的抗蚀层等等，已经被广泛应用于冶金、石油钻探、建筑工程、机械加工、仪器仪表、
13、电子工业、航空航天以及现代尖端科学领域。立方氮化硼CBN是硬度仅次于金刚石的材料，但是目前并未发现天然立方氮化硼的存在，工业和日常生活中使用的都是人造的。它具有与金刚石的许多特性相比拟的特点，同时也具有更高的热稳定性和对铁族金属及其合金的化学惰性。它作为工程材料，已经广泛应用于黑色金属及其合金材料加工工业。同时，它又具有优异的热学、电学、光学和声学等性能，在一系列高科技领域得到应用，成为一种具有发展前景的功能材料。二、超硬材料的性能A）结构组成：金刚石是碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体。每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。由
14、于C-C键很强，所以所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以钻石不仅硬度大，熔点极高，而且不导电。氮化硼是立方结构。B）力学性能：金刚石是目前地球上最硬的物质，莫氏硬度为10。新摩氏硬度15，显微硬度10000kg/mm2，显微硬度比石英高1000倍，比刚玉高150倍。金刚石硬度具有方向性，八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度，菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。较脆，在不大的冲动力下会沿晶形解理面裂开质纯、结晶完好的为3520kg/m3，一般为34703560kg/m3。具有平行八面体的中等或完全解理，平行十二面体的不完全解理。呈贝壳状或参差状。金刚石具有极大的弹性模量，是
15、自然界最高的磨削材料，弹性模量达90000kg/mm。摩擦系数小，有极高的抗磨能力，因此在金刚石选矿中利用这一特性，采用球磨机、锥形磨矿机来分离金刚石。但金刚石极脆，不能承受正向的外力撞击。硬度高、耐磨性好。立方氮化硼烧结体的硬度一般在35004000Hv，陶瓷；2400Hv，硬质合金1800Hv左右。高硬度带来了相当好的耐磨性，一般讲，立方氮化硼的耐磨性是涂层合金的30倍，是无涂层硬质合金的50倍，是陶瓷刀片的1520倍。C）热学性能：熔点：金刚石熔点达4000，在空气中燃烧温度为8501000，在纯氧中720800燃烧，金刚石发出浅蓝色火焰，并转化成二氧化碳。热导率一般为/(m?K)。但a型金刚石的热导率特别高，在液氮温度下为铜的25倍，并随温度的升高而急剧下降。低温时热膨胀系数
