天然单晶金刚石
　　在当前的超精密加工中，天然单晶金刚石的切削工具已是必不可少。它可获得极为锋利的切削刃，其刃口圆弧半径可以达到连扫描电子显微镜（sem）也无法检测的程度。据日本大阪大学井川直哉教授介绍，最小可达2～4nm,这是当前的 水平，是通过切削获得的厚为1nm的切屑推算出来的。1986年日本专门成立了一个金刚石 尖评价委员会，来解决 尖的测量问题，直至今天仍然没有很好解决，只是从0.05um提高到2～4nm。1992年东芝机械的浅井昭一也曾提出过利用扫描隧道显微镜（stm）或原子力显微镜（afm）进行检测的建议，但是并没有再报道过，我国华中理工大学精仪系在1996年报道了用afm取得了进展，这是可喜的成就。
　　金刚石切削工具的刃磨，虽已有不小的成就。但仍然是以经验为主，依旧是一个有待解决的课题。金刚石切削工具的几何参数也许是实践不足，所以迄今还有待探索。一般其前角为0，后角为5～6，其端部有两种，一是圆弧，另一为直线，后者有时称为修光刃，其长度根据被加工材料来选择。圆弧车 在切削过程中的调整比较简单，而平刃的调整相对而言是很费时的。如果应用在高精度的曲面加工中，圆弧的刃磨要求就很严格，它精度的优劣会复印在曲面上。据资料表明，日本大阪金刚石制作所在数年前就能达到r0.05um,英国则更高，达到r0.02um。
　　切削过程中，金刚石的导热性优越，散热快，但是要注意切削热不宜高于700℃，否则会发生石墨化现象，工具会很快磨损。因为金刚石在高温下和w、ta、ti、zr、fe、ni、co、mn、cr、pt等会发生反应。
　　金刚石烧结体（pcd）
　　pcd的出现，在许多方面代替了天然单晶金刚石。pcd与天然金刚石比较，价格便宜，且刃磨远比天然金刚石方便，所以其应用、推广特别迅速。在大量涌现的新材料中，大部分都是难加工材料，如高 合金，汽车发动机的活塞大量采用这种材料。一般，含硅量低于10%的铝合金，用硬质合金切削工具即可，但含硅量超过10%,就只能借助pcd。当前采用的高 合金含硅量均在12%以上，有的已达18%以上，所以非pcd莫属。
　　但是，由于pcd的种类很多，有合理选择的必要。其粒度、浓度等都会影响到硬度、耐磨性等性能。因此，在应用中也必须根据被加工材料的种类。硬度等特性来考虑合理的各种参数。由于其具有各向同性，耐磨性比较好，加工成拔丝模甚至优于天然单晶金刚石。
　　pcd在国内外的生产已十分普及，但是质量有较大的差异，因此在价格上出入很大。国内曾用******超细粒度的ge公司的 片，在pneumopreci～sion的smg325超精密机床上做了切削试验，曾达到接近镜面的表面粗糙度。
　　立方氮化硼烧结体（pcbn）
　　pcbn是cbn颗粒与结合剂一起烧结而成，耐高温，硬度仅次于金刚石，与黑色金属无亲和力。从发展的角度来看，许多新材料需用pcbn来加工。比如汽车变速箱的齿轮采用了pcbn的齿轮滚 ，不仅获得高生产率，且明显的提高了质量，加工面甚至变成了镜面。据资料表明，pcbn滚切过的齿轮表面由于硼的渗入，硬度也变高。这是哈工大的实验所证实的。由于pcbn耐高温，在大气和水蒸气中，在900℃以下无任何变化且稳定，甚至在1300℃时，和fe、ni、co等也几乎没有反应，更不会像金刚石那样急剧磨损，这时它仍能保持硬质合金的硬度，因此，它不仅能切削淬火过的钢零件或冷硬铸铁，而且能被广泛应用于高速或超高速的切削工作上。但是，pcbn不适于切削一般的钢件，因此。选择工具时必须注意。采购时必须考虑到其粒度、浓度。
　　pcbn的几何形状也有特殊性，一般切削刃需要倒棱成-30或圆弧，以防护 尖破损。生产pcbn的厂商不少，国外主要的有******的ge公司、日本的住友电气（株）、dijet（黛杰）、英国的debeers等，国内主要有成都工具研究所、贵州第六砂轮厂、桂林地质研究所等。
　　超硬材料涂层切削工具
　　cvd、pvd等技术的出现，是切削工具领域中的一次重大的革命。它的出现立即引起了机械制造领域的巨大反响，理想的切削工具应当是既有硬的表面，又有高的韧性，涂层技术便达到了这个目标。
　　最早的涂层材料都是陶瓷性质的物质，如tin、tic、al23o等，近年来，涂层技术又有了很大的发展。超硬材料涂层正在得到全面应用，许多产品相继出现在市场上，但国内尚处在实验阶段，预计也会很快突破，超硬材料涂层的发展，使整个现有的切削工具的性能都明显得到了提高，面对当前大量涌现的难加工材料，这些新发展的涂层技术将有巨大的适应能力，前景相当喜人。
　　超硬材料涂层的种类共有三大类，即类金刚石、金刚石和cbn。这些涂层材料均为纯金刚石或纯cbn,所以硬度与沉积的材料是相同的，和pcd与pcbn相比，因不含结合剂，所以硬度、耐磨性等均有较大的提高。
　　金刚石涂层和cbn涂层的性能与原材料是相同的，只是薄膜而已，使用时与陶瓷涂层类同。这里着重介绍类金刚石膜。
　　类金刚石碳（diamond-likecarbon,简称dlc）膜具有与金刚石膜相似的优异性能，其抗摩擦磨损性能良好，且dlc膜制备工艺日趋成熟，可以在很低的沉积温度下获得大面积且表面粗糙度小的dlc膜，而金刚石薄膜则要求较高的沉积温度（约800℃～1000℃），因此，许多基体材料受到限制，如高速钢，而且在大面积上沉积均匀也比较困难，表面也粗糙。因此，dlc膜在许多场合更易获得应用，如可作磁盘的保护膜。
　　在涂层切削工具的使用方面，和陶瓷涂层的一样，涂层基体也必须作很好的处理。一般基体的硬质合金为yg8,其预处理工艺首先用w1金刚石微粉抛光，再进行表面脱钴15min,脱钴液为1:3 水溶液，然后在 中超声波清洗10min。基体在涂复之前，清洗的工作极为重要。如果是切削工具，在刃磨中必须保证不能退火。
　　由于超硬材料涂复的技术历史尚短，还处在发展之中。相信它也会和陶瓷涂层技术一样，会更加完善。
　　厚膜金刚石
　　金刚石薄膜的合成技术和应用研究在全球范围发展极为迅速，形成了金刚石薄膜热。在这十多年内，气相合成的方法发展到二十多种，一般沉积的速度每小时只1～2um，如何加快沉积速度一直是人们研究的课题。在近期沉积速度发展到了100um/h以上， 达到930um/h。我们称之为厚膜金刚石。我国东方天地金刚石研究所成功地掌握了这门技术， 的沉积厚度达到了2.3mm。现在已商品化，进入了国际先进行列。厚膜金刚石不同于pcd之处是没有结合剂，是纯金刚石，所以它的硬度高得多，与天然金刚石不同，它具有各向同性，成本低，因此在许多方面将取代pcd。用作拔丝模将是均匀磨损，因此拔丝的线材质量明显优于天然金刚石模具。如果沉积质量进一步提高，在超精密加工中也有取代天然金刚石的可能，因此颇受超精密领域的重视。
基性喷出岩的一种。成分相当于辉长岩。灰黑色。常具气孔状、杏仁状构造和斑状结构。 玄武岩的化学成分与辉长岩相似，主要是二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化***（还有少量的 、 ），其中sio2含量很高，一般含量在45%～52%之间，其中k2o+na2o含量较侵入岩略高，cao、fe2o3+feo、mgo含量较侵入岩略低。 按其结构不同可分为气孔状玄武岩、杏仁状玄武岩、玄武玻璃 玄武岩出色的抗压抗折条件性能，而且耐磨性好，吸水率低的原因，其也是非常好的建筑装饰材料，能广泛用于室内外装饰，而且主要用作户外石材，其花色自然，能很好的和周遍景观协调，非常适合用于户外景观建设，特别是地铺石材的不错选择。不过就像前面介绍的，玄武岩易形成六方柱状节理，而且易脆，所以石材荒料普遍不大，缺乏大料，不容易生产大规格板材。 在爆发性火山活动中，炽热的玄武质熔岩喷出火口，随其着地前固结程度的差异,形成不同形状的火山弹:纺锤形火山弹、麻花形火山弹、不规则状火山弹，以及牛粪状、饼状、草帽状或蛇形和扁平状溅落熔岩团。 玄武岩的化学成分与辉长岩相似，主要是二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化***（还有少量的 、 ），其中sio2含量很高，一般含量在45%～52%之间，其中k2o+na2o含量较侵入岩略高，cao、fe2o3+feo、mgo含量较侵入岩略低。 玄武岩的用途十分广泛，其应用并不仅局限在建筑行业中，比如玄武岩是生产铸石的好原料，其经过熔化铸造、结晶处理，退火等工序，可以形成合金钢坚硬而耐磨，比铅和橡胶抗腐蚀的一种新型材料；玄武岩还可以在一种铸钢先进工艺中，起到润滑剂的作用，可以处长铸膜寿命；以及玄武岩还可以抽成玻璃丝，制作成的玄武岩玻璃丝布比一般玻璃丝布抗碱性强，耐高温性能好。 其中多气孔状的玄武岩，也称为浮石，其气孔多，质地坚硬，可以将将它搀在混凝土里，可以使混凝土重量减轻，不仅坚固耐用，同时有隔音、隔热等特点，是高层建筑轻质混凝土的良好骨料。浮石还是很好的研磨材料，可用来磨金属、磨石料；在工业上还可做过滤器、干燥器、催化剂等，同时也被广泛用于园林景观之中，主要用作假山，盆景等等，同时也用于家庭装饰之中。 玄武岩的化学成分与辉长岩相似，主要是二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化***（还有少量的 、 ），其中sio2含量很高，一般含量在45%～52%之间，其中k2o+na2o含量较侵入岩略高，cao、fe2o3+feo、mgo含量较侵入岩略低。 多气孔状的玄武岩（浮石），因为它气孔多，又相当坚硬，因此，将它搀在混凝土里，可以使混凝土重量减轻，但仍很坚固，同时有隔音、隔热等特点，是高层建筑轻质混凝土的良好骨料。浮石还是很好的研磨材料，可用来磨金属、磨石料；在工业上还可做过滤器、干燥器、催化剂等。 一些艺术家，根据浮石多孔和皱、漏的特点。用来建造园林中的假山，或雕成小巧玲珑的盆景。 玄武岩的用途十分广泛，其应用并不仅局限在建筑行业中，比如玄武岩是生产铸石的好原料，其经过熔化铸造、结晶处理，退火等工序，可以形成合金钢坚硬而耐磨，比铅和橡胶抗腐蚀的一种新型材料；玄武岩还可以在一种铸钢先进工艺中，起到润滑剂的作用，可以处长铸膜寿命；以及玄武岩还可以抽成玻璃丝，制作成的玄武岩玻璃丝布比一般玻璃丝布抗碱性强，耐高温性能好。 是由火山喷发出的岩浆冷却后凝固而成的一种致密状或泡沫状结构的岩石。它在地质学的岩石分类中，属于岩浆岩（也叫火成岩）。火山爆发流出的岩浆温度高达摄氏一千二百度，因有一定的粘度，在地势平缓时，岩浆流动很慢，每分钟只流动几米