硬质合金(碳化钨又称钨钢)被喻为工业的牙齿,而比它更硬的还有金刚石，金刚石是迄今所知自然界最硬的物质，有史以来就被视为物质硬度的上限，作为衡量物质硬度等级的比较标准。金刚石又是导热率最高的物质，室温下的导热率是铜的5倍，是最好的热沉材料。它还具有光、电、声等一系列极佳的物理化学性能，无论是用在切削还是研磨,其用途都非常广泛而重要。
      但是金刚石的表面能很高，与金属的浸润性极小，粘结力很弱，往往可以在生产使用中的金刚石工具上观察到许多金刚石脱落后的凹坑，其面积甚至占全部切削面的一半左右，并且凹坑的内壁通常都是很平滑的。所以常用的金刚石工具制品，金刚石本身磨损不到1/3就几乎脱落殆尽，因而未能实现物尽其用的目的。金刚石在高于600oC的气氛中容易氧化和石墨化,还不能用于黑色金属的加工。工业应用的金刚石大都是人造的， 生产厂家故意掺入了稀土等金属元素，使金刚石变成了半导体或准导体,此类金刚石做成的电镀产品,由于在电镀液电场驱动下金刚石加速漂移，造成堆积效应,致使产品出现长刺或长瘤（起球）等负面效果。
     为了提高金刚石与结合剂的结合力，全世界的相关科技工作者长期以来一直千方百计地采用各种手段（如电镀、蒸发镀、热喷镀、化学镀、离子镀、溅射镀膜等）进行探索，虽然取得了一定的效果，但始终不尽人意。
     针对上述问题,科研工作者在生产实践中进行了调查研究，经过十多年来的不断实验与探索,找到了利用离子注入、离子束混合、离子束辅助镀膜和等离子体渗透等工艺对金刚石进行表面攻性的技术，取得了突破性的进展。
     首先是大幅提高其结合力
     薄膜在基体上的附着可以和液体在固体表面的浸润相类比，如果二者能很好地相互浸润，结合力就会大。从热力学的角度看，粘结力问题属于表面能或介面能问题。表面能很低的材料容易和表面能较高的材料相浸润；反之亦然。金刚石的表面能很高，而金属的表面能也较高，它们自然难以浸润，结合力小是肯定无疑的。关键是要设法使金刚石与结合剂系统的界面自由能变得最小。但是，材料表面的自由能是由其固有特性决定的，要改变其自由能就必须先改变其表面成分、结构和电子态，最常用的方法是提高基体的活性，现代三束（激光束、电子束和离子束）技术中唯一能够同时改变固体表面成分、结构和电子态的是离子束技术，这里就是要发挥这种优势。
     前人经过不断探索，选择在金刚石表面镀Ti、Co或Cr等容易与金刚石表面的C相化合的元素，思路是完全正确的，只是由于常规镀膜技术能量较低，通常只有0.04ev～0.4ev,加热温度太高时金刚石又容易氧化和石墨化，很难实现化学键合和冶金结合，用磁控溅射或离子镀技术能量也只有几ev到几百ev，即使一部分键合成功，也由于接触面的突变而容易脱落。
     离子束技术却是与众不同，其能量通常是几百ev到几万ev，甚至更高。用几百ev到几千ev的Ar+溅射清洗金刚石表面既迅速又彻底；用几万ev的N+ 2　注入到金刚石中，可以得到上百nm厚，永不脱落的近高斯分布的电活性层；氮离子在与金刚石原子碰撞级联的过程中耗散能量，最终将剩余的能量全部沉积在衬底的微区中，造成所谓的“热峰”和“移位峰”。这样注入的氮就有可能与金刚石中的碳形成超硬的C3N4。离子束混合或离子束辅助镀膜时，载能的氮离子又会通过反冲注入将镀膜物质混合到金刚石表面层内，造成无明显分界面的渐变区。由于高能离子的动能转化为热能是在10-11S瞬间完成的，所以微区温度将迅速升高上千oC,从而引起结构相变，容易出现纳米晶β- C3N4、TiN2、TiC之类。镀膜工艺通过控制辅助气体的种类和比例，可以方便地使金刚石最外层既有TiN、TiC、，又有Ti、N、C等元素，保证改性金刚石与工具基体结合剂能很好地浸润。用改性金刚石制造的工具，在使用过程中很少见到金刚石脱落后的凹坑，石材切割面积可增加1～２倍。
     其次是提高其自锐性
     I.Miyamoto 等人曾经报道过关于用低能离子束锐化金刚石顶角的文章，他们用1Kev、2mA/cm2的A+ r溅射金刚石晶体2h，使其顶角从100o左右变为50o左右。日本已利用这种方法制作扫描隧道显微镜（STM）用的钻石探针，使钻石顶端5μm左右的平弧变为10nm以内的针尖。用Ar+溅射，用N2+注入混合金刚石表面，自然也会产生明显的锐化效果。因为金刚石是多面体，进行表面改性时各个面与入射离子的夹角是随机的，那些接近掠入射的表面溅射率会更大，光整效应会更明显。所以，改性金刚石工具锋利度有所改善，切削效率更高了。
     再就是提高其热稳定性
     吉林大学建设工程学院的刘宝昌等人曾经报道过有关试验的效果。他们用钛、氮离子