自润滑孕镶金刚石钻头胎体材料初步研究

为了研究具有自润滑性能的孕镶金刚石钻头胎体材料,进行了在胎体配方中添加石墨的研究.对胎体材料的抗弯强度、硬度、耐磨性和材料与白刚玉砂轮组成摩擦副时的摩擦系数进行了测定,并用扫描电子显微镜观察了磨损表面形貌.实验结果表明,添加石墨后,胎体材料的硬度和抗弯强度下降,与60目白刚玉砂轮组成摩擦副时的摩擦系数下降,耐磨性则随着石墨含量的增多先增强,后下降(超过6%后).形貌分析表明,不含石墨的胎体材料在磨损中发生明显的塑性变形;添加石墨后,胎体材料的塑性降低,出现犁沟和剥落现象.     

陶瓷空心微球对孕镶金刚石钻头胎体性能的影响研究

针对深井钻进中,钻头受高温环境影响,钻头胎体性能显著下降的技术难题,研究了空心球种类、空心球目数、空心球添加量等对热压烧结金刚石钻头胎体常温及高温力学性能的影响。结果表明:在胎体基体内添加空心球,宜添加3540目数的钇稳定的氧化锆空心球;当钇稳定的氧化锆空心球的添加量为10%时,胎体的综合性能达到最佳,冲击韧性和抗弯强度也达到最大值,分别为3 J/cm~2和903.75 MPa。添加适量空心球的胎体复合材料,由于球形孔隙结构的存在,使得胎体表面粗糙度得到增强,提高了金刚石钻头的胎体出刃性能、高温下的力学性能。     

稀土La添加量对预合金铁基胎体性能的影响

通过分析不同稀土La添加量对铁基胎体烧结性能的影响,指出在本试验使用预合金粉末和烧结条件下,当La添加量为0.1%时,胎体材料的综合力学性能最好。此外,适量的稀土La加入铁基胎体粉末后可以改善粉末分布的均匀性,提高金属胎体对金刚石的包镶能力。     

纳米镍粉对孕镶金刚石切削工具胎体性能的影响

为减小孕镶金刚石切削工具的烧结温度对单晶金刚石性能的影响和改善切削工具胎体性能,降低烧结温度和优选胎体配方材料是很好的解决方法。在切削工具的胎体中加入适量纳米镍粉,通过对制备试样的硬度、强度和耐磨性测试及微观特征分析,综合评价该方法的可行性。结果表明:对于WC基胎体,含有纳米镍粉的胎体较不含纳米镍粉的胎体HRC提高11.9%,抗弯强度提高18.4%,耐磨性提高44.5%;对于Fe基胎体,含有纳米镍粉的胎体较不含纳米镍粉的胎体HRC提高19.5%,抗弯强度提高0.2%,耐磨性提高33.3%。既减小了温度对金刚石的影响,又提高了切削工具整体性能。     

WC添加对热压铁基预合金粉末胎体性能的影响

针对孕镶金刚石钻头在强研磨性地层中磨损快、寿命短的问题,利用WC硬度高、润湿性好、耐磨性好的特点,向铁基预合金粉末中添加WC颗粒作为胎体骨架金属。通过测试不同WC含量的胎体试样的硬度、抗冲击韧性以及抗弯强度,寻找骨架金属WC对胎体性能的影响规律。试验结果发现,随着WC含量的逐渐增加,胎体的硬度、抗冲击韧性、抗弯强度均呈现先增大后减小的变化趋势。从微观和能量的角度出发,分析了出现这种规律的原因。最后得出烧结温度为830℃、WC含量为5%时,胎体的性能达到最优,此时胎体的强度和研磨性最大。     

中锰稀土钢及其在腭板上的应用

本文研究了不同碳、锰及稀土含量对中锰稀土钢组织与性能的影响。中锰稀土钢的冲击韧性为39～107牛顿·米/厘米~2,抗弯强度为850～1200牛顿/毫米~2,硬度为HB180～260。用其制造的腭板强韧性足够,使用安全可靠,在非强烈冲击工况时的加工硬化效应比高锰钢强,使用寿命比普通高锰钢提高15～30％,而制造成本降低30％左右。     

银-微量稀土银饰品材料的研究

研究了添加微量稀土(质量分数小于0.07%)银饰品材料的硬度随变形量及温度的变化规律, 用扫描电镜观察了材料的显微组织和第二相分布, 同时对材料的抗硫化性能进行了试验。结果表明, 添加质量分数为0.06%左右的微量稀土能够细化晶粒, 稀土以固溶或球状第二相形式存在, 可以强化合金, 有效地延缓了材料的回复与再结晶, 提高了银饰品材料的抗时效软化能力。其中银钇合金表现了较好的抗硫化物腐蚀的能力。     

NbC含量对烧结NbC/ASP2080高速钢复合材料组织及性能的影响

为了提升高速钢的红硬性及韧性,通过粉末球磨(碳化物及金属粉末)加真空烧结工艺制备了不同含量的NbC颗粒增强ASP2080高速钢复合材料。利用XRD、SEM、EDS、万能拉伸试验机等对NbC/ASP2080高速钢复合材料的微观组织及力学性能进行了表征分析。结果表明：NbC的添加不会改变复合材料的相结构,并且随着NbC含量的增加,热处理态复合材料的基体晶粒尺寸明显减小;热处理能显著提升复合材料的硬度、抗弯强度及冲击韧性;热处理态复合材料的硬度、抗弯强度及冲击韧性随着NbC含量的增加均出现先增大后减小的趋势。NbC含量为4%时的热处理态复合材料拥有最佳的综合性能,其平均晶粒尺寸为6.52μm,硬度、抗弯强度和冲击韧性分别为71.7 HRC、825.3 MPa、6.75 J/cm²。     

短碳纤维增强金刚石钻头铁基胎体性能的研究

设计了粉末冶金法制备短碳纤维增强金刚石钻头铁基胎体材料,通过分析不同碳纤维添加量对胎体烧结性能的影响,得出在本实验制备条件下,短碳纤维对铁基胎体材料性能的影响规律,并对该结果进行了讨论分析,在此基础上,提出了制造更加优良短碳纤维增强铁基胎体材料的可能性。     

稀土元素对铸造铝合金多路阀阀体材料性能影响研究

为了提升铸造铝合金多路阀阀体的性能,在铸造过程中添加不同含量稀土元素,通过拉伸测试其机械性能并对材料的微观组织进行分析。研究表明,适量稀土(0.2%)添加能够细化合金阀体材料的晶粒,提升材料的机械强度,但是稀土的添加对于合金材料的延伸率有一定的影响,过量的稀土添加将导致材料屈服强度的显著下降。添加适量的稀土元素将使得铝合金多路阀阀体材料的综合性能获得一定提升。     

外掺料对石膏基复合材料力学性能的影响

固体废弃物石膏的再利用和高强高性能石膏材料的开发一直是国内外学者研究的热点。以脱硫建筑石膏、水泥和矿渣为主要原料，掺加化学外加剂、化工废石膏和硫酸钙晶须，制备出石膏-水泥-矿渣复合材料。研究聚羧酸高效减水剂和柠檬酸缓凝剂、化工废石膏和硫酸钙晶须的掺量对该复合材料力学性能的影响。研究结果表明:聚羧酸高效减水剂和柠檬酸缓凝剂在石膏基复合材料中的最佳掺量分别为1.0%和0.08%。当煅烧化工废石膏掺量为12%时，石膏基复合材料的7 d抗折和抗压强度分别为3.7 MPa和12.0 MPa，其中抗压强度比空白样还高了0.1 MPa。当硫酸钙晶须的掺量增加到3%时，掺有煅烧化工废石膏的石膏基复合材料的28 d抗折强度为8.2 MPa，28 d抗压强度为31.5 MPa，其值和未掺化工废石膏和硫酸钙晶须试样的力学性能相当。      

ZTAp/Fe45复合材料的强韧性研究

材料的强韧性与材料的耐磨性密切相关。本文研究了氧化锆增韧氧化铝陶瓷颗粒(ZTA p )增强金属基复合材料的强度、韧性以及断裂机理,为改善ZTA p增强金属基复合材料耐磨性提供参考依据。首先通过真空烧结技术制备了不同粒径与不同体积分数的ZTA p / Fe45复合材料,测试了复合材料的拉伸性能、弯曲性能与冲击韧性,采用扫描电镜(SEM)观察了复合材料的断口,分析了复合材料的断裂机制。结果表明:ZTA p的加入使复合材料的强度降低、韧性提高。随着ZTA p 体积分数增加,复合材料的抗弯强度逐渐降低;ZTA p 粒径增大,复合材料的冲击韧性先增加后降低,ZTA p 粒径为2. 0mm 与2. 5mm(F14与F12)复合材料的冲击韧性高于Fe45 基体。ZTA p / Fe45复合材料的断口为脆性断裂,其中Fe45基体的断裂机理为解理断裂;ZTA p主要有2种失效形式:颗粒断裂和颗粒脱粘拔出。     

稀土强化金刚石-硬质合金复合凿岩柱齿的试验研究

采用添加镍、磷的低温活化烧结工艺, 分别用不同含量的稀土化合物LaNi₅ 和CeO₂ 作为添加剂进行了试验, 研究了其对硬质合金、金刚石-硬质合金复合材料及由此构成的金刚石-硬质合金复合凿岩柱齿性能的影响。结果表明:适量的LaNi₅ 和CeO₂ 可显著提高硬质合金及金刚石复合材料的抗弯强度, 但对硬质合金硬度的影响不大;适量的LaNi₅ 可使金刚石复合材料的耐磨性有较大幅度的提高, 而CeO₂ 的加入则有降低金刚石复合材料耐磨性的趋势。落锤冲击实验表明:添加稀土元素的金刚石-硬质合金复合凿岩柱齿具有较好的抗冲击韧性, 能够满足潜孔锤钻进的要求。稀土元素的作用机理主要是强化晶界、消除杂质、细化晶粒以及弥散强化作用。     

ICP-AES法同时测定稀土钨电极中的三种稀土元素

试验证明在所选测定波长下 ,钨基体对测定元素无光谱重叠干扰 ,但存在着背景增强干扰。选用双波长测定同一元素 ,提高了分析结果的可靠性。通过条件试验 ,建立了ICP -AES法同时测定稀土钨电极中La、Ce、Y的分析方法 ,并应用于实际样品的分析 ,加标回收率为 97.5 %～ 10 5 .8%。     

竹浆纤维/水化硅酸镁复合材料制备及性能研究

采用抄取法制备竹浆纤维素纤维/水化硅酸镁复合材料,研究纤维掺量对复合材料物理和力学性能的影响。通过干湿循环加速老化试验评估纤维素纤维在水化硅酸镁基体中的长期稳定性,并对复合材料孔隙溶液pH值进行了测定。结果表明,随着纤维掺量的增加,复合材料密度逐渐降低,吸水率和气孔率逐渐升高,抗弯强度和断裂韧性明显改善。纤维掺量为4%~16%时,28 d抗弯强度较未添加时提高5.4~10.9倍,断裂韧性提高31~228倍。基体孔隙溶液pH值在9.63~9.85范围,老化试验后,复合材料力学性能几乎不受影响,纤维在硅酸镁基体中长期稳定性好,无劣化和降解迹象。     

高硅氧纤维布增强磷酸铬铝复合材料的性能研究

以磷酸铬铝( PCA)为胶粘剂,氧化锌为固化剂,Al2O3、Cr2O3、SiO2、SiC为填料制备基体材料,以高硅氧纤维布为增强材料,通过热压成型制备磷酸铬铝复合材料.考察了不同填料的加入对复合材料力学性能、介电性能和吸潮率的影响,A12O3填料的加入量及Al2O3填料粒径对复合材料力学性能的影响.结果表明:以Al2O3为填料时,复合材料的力学性能和介电性能最佳,吸潮率最小;当Al2O3填料的加入量为35％时,复合材料的力学性能最好,其拉伸强度为89.1 MPa,弯曲强度为125.1MPa;加入填料的粒度越小,复合材料的力学性能相对越好.     

白云鄂博尾矿稀土的工艺矿物学研究

通过偏光显微镜,矿物自动定量分析系统(AMICS)、扫描电子显微镜,能谱分析仪结合化学分析等分析手段对白云鄂博尾矿的物质组成,稀土矿物嵌布特征、稀土元素赋存状态等进行研究。结果表明：尾矿中稀土的含量(REO)为6.42%,稀土矿物主要为氟碳铈矿和独居石,脉石矿物主要有白云石、方解石、石英、长石、闪石、辉石、云母、重晶石和磷灰石等;稀土矿物嵌布粒度细小,氟碳铈矿与独居石单体解离度分别为55.07%、50.47%,与脉石矿物嵌布关系极为复杂。约95%的稀土元素赋存于稀土独立矿物中,约百分之五的稀土以类质同象或细小包裹体分散在其它矿物中。基于上述稀土矿物的嵌布特征及稀土元素的赋存特点,推荐采用分级一磨矿一浮选流程进行试验,以实现稀土矿物的有效回收。     

大洋沉积物中稀土选矿损失的原因分析

大洋沉积物中,以独居石为主的稀土矿物和磷灰石是选冶工艺富集回收的目的矿物。在选矿过程中,稀土元素的回收率仅为31.78%,损失比较严重。利用化学分析、光学显微镜鉴定,并结合电子探针、矿物自动分析仪(AMICS)等先进仪器对大洋沉积物中稀土选矿损失的原因进行了分析研究。结果表明,由于目的矿物粒度细,其与黏土矿物的嵌布关系密切且多以微细粒包裹体嵌布其中,并且粘土矿物含量高,因此导致尾矿中稀土分布率高,回收难度大。