大多数金刚石微粉买家关注粒度、纯度和价格。几乎没有人问TI——Toughness Index（韧性指数/冲击抗压强度）。但殊不知：正是TI决定金刚石工具的寿命——钻头、砂轮或PCD复合片。相同粒度和价格下，TI 80%的金刚石制造的工具寿命是TI 50%的2-3倍。
什么是TI值
TI（Toughness Index，韧性指数）是金刚石颗粒在冲击压缩下的强度指标。它测量标准冲击后不破碎的颗粒百分比。TI=80%表示测试后80%颗粒保持完整，20%碎裂或开裂。
TI也被称为：
- 冲击韧性
- 抗压强度
- 颗粒强度
- 在中国常称为"强度"或"MBD/SMD/RVD"（GOST/GB分类）
TI如何测量
TI的标准测量方法见ASTM B679（美国）及对应标准GB/T 6408（中国）、GOST 9206（俄罗斯）。测试原理：
- 样品制备：取标准粒度（如40/50目）的金刚石颗粒，清洗干燥。
- 冲击：将样品放入钢筒，上方落下规定重量的钢球（通常1-2公斤），从固定高度（通常20-50厘米）落下。重复规定次数（5-10次冲击）。
- 筛分分析：冲击后将样品通过控制筛筛分。完整颗粒留在筛上，碎裂颗粒（更细）通过筛网。
- TI计算：TI =（留在筛上的颗粒质量/初始质量）× 100%。
重要：TI总是针对特定粒度（粒度范围）测量。40/50目和W10的TI不能直接比较——测试条件不同。报告中务必注明测量TI的粒度。
金刚石按TI分类
| 等级（GOST/GB） | TI，% | 特性 | 主要应用 |
|---|---|---|---|
| SMD (Super High Strength) | ≥ 85 | 超高强度 | 硬岩钻探、重切削 |
| MBD (Medium Bond) | 70–85 | 高强度 | PCD工具、砂轮、石材切割 |
| RVD (Resinoid/Vitrified Diamond) | 50–70 | 中强度 | 树脂砂轮、抛光、一般加工 |
| 低韧性 | < 50 | 低强度、易碎 | 精抛、精研（光洁度比耐久性重要） |
为什么TI对不同应用至关重要
1. PCD（聚晶金刚石）
PCD通过在5-6 GPa和1500-2000°C下烧结金刚石颗粒制成。如果颗粒TI低，它们会在烧结过程中破碎，PCD复合片会有缺陷（裂纹、空隙）。高TI（≥75%）确保颗粒承受烧结压力和温度，形成具有金刚石-金刚石键的致密结构。低强度金刚石制成的PCD耐磨性低2-3倍。
2. 钻头和牙轮钻头
钻探硬岩（花岗岩、玄武岩、石英岩）时，金刚石颗粒承受巨大的冲击载荷。低TI颗粒在钻探几分钟后碎裂，钻头"钝化"——丧失切削能力。高TI颗粒（SMD，≥85%）承受数千次冲击-载荷循环，钻头寿命以米计，而不是厘米。软岩钻探（石灰岩、白垩）TI不那么关键——MBD即可。
3. 砂轮
在砂轮中，金刚石颗粒被结合剂（树脂、金属、陶瓷）把持。工作时颗粒逐渐变钝，正常过程中变钝的颗粒应脱落，露出下方新的锋利颗粒。如果TI太高，颗粒不脱落而"钝化"——砂轮停止切削。如果TI太低，颗粒过早脱落——砂轮快速磨损。砂轮最佳TI：金属结合剂用MBD（70-80%），树脂结合剂用RVD（50-70%）。
4. 抛光和精研
抛光时TI不是主要参数——颗粒形状（球形）和窄分布更重要。但抛光时TI太高也不好：坚固的颗粒不碎成细片，可能留下划痕。光学和半导体抛光通常使用RVD或低强度金刚石（TI 40-60%），它们逐渐微破碎，实现精细去除而无划痕。
如何区分高强度金刚石和普通金刚石
遗憾的是，TI无法通过外观（颜色、形状）判断。两颗颜色形状相同的颗粒TI可能分别为50%和85%。唯一可靠的方法是向供应商索要TI检测报告。如果供应商无法提供TI——这是其以次充好的信号。
高TI的间接特征：
- 价格——高强度金刚石（SMD/MBD）比RVD贵1.5-2倍。如果有人以RVD价格提供"高强度"金刚石——这是欺诈。
- 规格分类——MBD/SMD表示高强度，RVD表示中强度。
- 供应商信誉——大型生产商（河南黄河、中南钻石、华晶）控制TI并提供证书。
TI与TTI：区别及对工具的重要性
除TI（室温韧性指数）外，工业界还广泛使用TTI（热韧性指数）。区别是根本性的：
| 参数 | TI | TTI |
|---|---|---|
| 预处理 | 无 | 氩气中加热至1100°C，15分钟 |
| 测量什么 | 原始强度 | 热冲击后强度 |
| 典型比例 | TTI/TI = 0.7-0.9（越高热稳定性越好） | |
| 应用 | 砂轮、冷加工 | PDC、钻井、高温切削 |
TTI/TI低（如0.5-0.6）意味着粉末含有大量亚稳缺陷，遇热即"引爆"。这种材料可用于冷磨，但在PDC烧结或高温钻井时灾难性失效。PDC要求TTI≥50%且TTI/TI≥0.8。
TI测量误差及两份报告为何不一致
TI不是绝对常数，而是依赖于测试条件的统计估计。同一批粉末在两个不同实验室测量，TI可能分别为62%和71%。这是正常的。主要误差来源：
- 钢球质量和材料——允许重量偏差±5%，但冲击能量取决于此。
- 高度和冲击次数——标准允许偏差，不同工厂使用自己的设置。
- 冲击后筛分分析——手动或自动筛分、环境湿度、筛网磨损都影响结果。
实用规则：两个实验室间5-8%差异算正常。如差异超10%，应要求复测或独立实验室验证。关键合同（PDC、钻井）建议在规格书中写明："按ASTM B679测TI，报告由ISO/IEC 17025认可实验室出具。"
TI与晶体形貌和合成方法的关系
TI不是"抽象数字"，而是金刚石如何及用什么生长的直接结果。在更高压力和低催化剂含量下生长的HPHT晶体内部缺陷更少，因此TI更高。相反，在HPHT循环边界参数下生产的晶体含微裂纹和包裹体，表现为低TI。这就是为什么不同厂家同一"标注"的SMD级可能给出TI 75%和88%——差异在于HPHT工艺稳定性。选供应商时，不仅要查批次平均TI，还要查3-5个随机取样的最小TI：稳定性至少与平均值同等重要。
实用结论：订购工具用金刚石微粉时，务必指定要求的TI（或MBD/SMD/RVD等级）。不要只限定粒度。高强度金刚石制造的工具因寿命长2-3倍而物超所值。
TI 如何测量及其对 PDC 的意义
韧性指数 TI 按 ASTM B679 测定：将金刚石样品放入带钢球的钢筒中振动设定时间，再在显微镜下统计完整颗粒比例。TI=未破碎颗粒百分比。TI 越高，抗冲击与耐磨越好。
- TI 40–55 — 弱金刚石，用于树脂结合剂（抛光）。
- TI 60–75 — PCD/PDC 与金属结合剂标准。
- TI > 80 — 高端级，高抗冲击。
TI 与 PDC 寿命：实际关联
在 PDC 中，TI 较高的粉末在冲击下保留更多完整颗粒，延长硬而磨蚀性地层中的钻头寿命。低 TI 粉破碎更快：磨损率上升，但在软地层常获得更光滑切削。来源上：HPHT 粉通常 TI 60–80，CVD 粉趋向上限但更贵。
TI 测量不确定度约 ±3–5%，故应比较同一方法测得的批次，并要求检测报告而非仅看标称值。TI 的批次稳定性比单次高值更重要。