金刚石是地球上最硬的材料，但并非永恒。高温下金刚石开始氧化和石墨化，失去独特性能。对于1400–1600°C的PCD烧结，原始微粉的热稳定性是决定成品PCD质量的关键参数之一。
金刚石加热时发生什么
在空气中加热，金刚石在约600–700°C以下稳定。超过此温度开始氧化：碳与空气中氧气反应生成CO和CO2，微粉质量减少。850°C时氧化速度变得明显：空气中1小时损失1–3%质量。1000°C以上金刚石剧烈氧化，在惰性气氛（无氧）中开始直接石墨化——金刚石晶格转变为石墨。对于惰性气氛中1400–1600°C进行的PCD烧结，抗石墨化能力至关重要。
热稳定性取决于什么
- 颗粒表面纯度：表面残留的金属催化剂（Fe/Ni/Co）加速石墨化，起催化作用。表面越纯，热稳定性越高。
- 晶格缺陷：裂纹、包裹体和位错是石墨化中心。有缺陷的颗粒在更低温度开始石墨化。
- 颗粒尺寸：细颗粒比表面积大，氧化更快。W5细粒度的热稳定性低于W20。
为何金属催化剂最致命
金刚石本身高温行为可预测，但与铁、镍、钴接触就改变了局面。这些金属能溶解碳，充当"输运"，使碳原子从金刚石晶格转入石墨。反应并非整粒同时开始，而从接触点发生，因此即便表面数十 ppm 的金属残留，在烧结时也是局部破坏——局部而非均匀。可见热稳定性与净化深度是一体两面。仅目视清洗的粉，单次加热 TGA 数字尚可，但在 PCD 烧结持续负荷下就会漂移。因此我们同时测 Fe/Ni/Co 和热失重，而非只看其一。
各品级参考温度上限
| 品级 | 空气中开始氧化温度 | 典型应用 |
|---|---|---|
| SCMD-AA | 850°C 以上 | PCD、金属结合剂 |
| SCMD-A | 750–850°C | 金刚石磨轮、研磨膏 |
| 普通工业级 | 650–750°C | 粗加工 |
数字为参考且随粒度变化：颗粒越细、比表面越大、绝对氧化阈越低，故 W1–W5 应以实测报告而非通用表确认。
如何测量热稳定性
标准方法是热重分析（TGA）。称取微粉样品（通常10–50mg）放入坩埚，以恒定速率（5–20°C/min）在空气或惰性气氛中加热至1000–1200°C。全程连续称重，绘制质量损失-温度曲线。从曲线确定氧化起始温度（通常在质量损失1%时）和给定温度下的氧化速率。PCD级微粉在空气中850°C保温1小时应保留≥99%质量。
厂家如何提高热稳定性
主要途径是深度清洁颗粒表面的金属包裹体。如我们的Fe/Ni/Co杂质文章所述，多次酸处理+高梯度磁选去除表面和微裂纹中的催化剂。此外，部分厂家在真空或惰性气氛中800–1000°C热处理微粉，烧除残留杂质并消除晶格应力。
如何读热稳定性报告
报告里重要的不是一个"850°C"数字，而是其条件。看三点：气氛（空气或惰性气体）、保温时间（一小时还是更久）、合格判据（失重 1% 还是 5%）。惰性气氛、不保温下的数字，不等同于实际带保温的 PCD 烧结表现。报告若同时给出失重和热冲击后残余强度，比单一氧化起始温度更可靠。采购时要求 COA 明确写出气氛和保温时间；只写"高热稳定性"而无细节，对客户无可比性。
向供应商索要什么
- TGA 报告须写明气氛、升温速率和保温时间，而非只给终温。
- Fe/Ni/Co 的 ICP 数据——预测热稳定性的间接但快速指标。
- 关键 PCD 批次的热冲击（TI/TTI）结果。
- 确认数字对应所购粒度：阈值随粒度变化。
空气中850°C热稳定性是PCD级的入场券。如果微粉在700°C就开始剧烈氧化，其他参数再好也不适合PCD烧结。
常见问题
热稳定性如何测量？
金刚石微粉热稳定性通过热重分析（TGA）测量：样品在氧化环境中加热至1000-1200°C，记录开始剧烈失重（氧化/石墨化）的温度。标准PCD级微粉热稳定性为850°C。
热稳定性与晶粒大小有关吗？
是的，细晶粒比表面积更大，通常热稳定性比粗晶粒低。这对PCD烧结很重要：细粒度（W1-W5）需要更严格的热稳定性控制。我们在报告中标注每种粒度的热稳定性。
热稳定性可以提高吗？
热稳定性是金刚石晶粒本身的特性，由合成条件（温度、压力、保温时间、催化剂）决定。成品微粉无法提高，但可以通过每批控制筛选出热稳定性更高的粒度。对于PCD应用，我们推荐专门筛选的PCD级微粉。
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实用建议
首次采购建议直接下 1 kg 起的试单：在您的设备上验证粒度后再转大批量。试单随附批次检测数据（粒度、Fe+Ni+Co）。W5/W10/W20 常备现货，48 小时发货。
热稳定性如何测量：TI/TTI方法
金刚石微粉的热稳定性使用热冲击试验方法测量（TI——热冲击，TTI——热韧性指数）：
- 金刚石粉末样品在惰性气氛中加热至1100°C
- 在此温度下保温2–3小时
- 测量质量损失（灰分）和冲击强度变化
- 比较热处理前后的强度
高品质PCD微粉在1100°C处理后保留85%以上的强度。质量损失（灰分）表明非金属夹杂物（石墨、无定形碳）的含量。
应用温度极限
为高温应用（PCD、金属结合剂）选择微粉时，务必要求TI/TTI数据，而不仅仅是纯度百分比。
总之：热稳定性不是独立"选项"，而是靠净化和逐批控制建立的属性。粗加工可用普通工业级，但 PCD 和高温金属结合剂需要带实测 TGA、TI/TTI 数据的粉。从 1 kg 起的试单开始，并索取含您粒度热稳定性的试用 COA——比口头争数字更快。