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高性能金剛石工具材料合成與加工工藝、無機非金屬材料。

關鍵詞： 金剛石；精密加工；工具

應用領域

航天航空、電子、汽車、軌道客車

成果簡介

CVD金剛石合成、製品加工、超硬刀具設計、研發、製作。 通過技術創新、工藝創新，先後研發出系列金剛石刀具（CVD金剛石刀具和PCD金剛石刀具）、金剛石打標針頭、PCBN的刀具、石材刻刀、砂輪修整工具等多個系列的超硬製品。產品型號達200餘種，解決了高體分材料、陶瓷基複合材料、特種石墨、碳纖維符合材料等加工難題。

經濟效益與社會效益

項目的相關技術和產品已經為一汽、中國客車、中國航發等大中型企業服務，在高鐵車軸加工、車橋軸頭加工、航天器特種部件加工等得到應用，解決了企業急需解決的加工難題，多數產品替代進口，取得良好的經濟效益和社會效益。

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中國科大在高性能金剛石量子器件製備上取得重要進展

中國科學技術大學中科院微觀磁共振重點實驗室杜江峰、王亞等人在金剛石量子器件製備方向取得重要進展，發展了一種全新的基於自對準的光子學器件製備加工技術，可將氮-空位色心這一原子級量子傳感器以納米級精度加工到金剛石器件最佳工作位置，實現接近最優光學探測性能的量子傳感器陣列。這項研究成果發表在《科學進展》[Sci. Adv.8, eabn9573 (2022)]上。

金剛石，俗稱「鑽石」，具有高硬度、高穩定性、高透光性、高熱導率以及超高的禁帶寬度等優異的物理化學性質，在超精密加工、光學材料以及半導體電子器件等工業領域有着廣泛的應用。近十多年來，科學家發現金剛石中一種可以發光的原子尺度晶格缺陷--氮-空位色心（簡稱NV色心）具有極大的量子應用前景，讓存在缺陷的不「完美」金剛石變得在實用性上更加「完美」。NV色心不僅可以以納米空間分辨率對電磁場、壓力等多種物理量在室溫大氣乃至極端環境下進行精密測量，也可以建立多體量子糾纏，用於研究量子信息等基礎問題，在前沿基礎科學、高科技產業等領域有重大應用價值。