氧化铈刻蚀金刚石表面形貌表征

为研究氧化铈刻蚀对于金刚石表面形貌的影响，将金刚石单晶与氧化铈粉末以质量比1:5的比例混合，并在N₂气氛下对金刚石进行刻蚀处理。通过对刻蚀后金刚石的表面形貌、表面刻蚀深度、物相组成的表征与分析探究氧化铈粉末刻蚀对于金刚石表面形貌的影响。利用铜基结合剂金刚石试样的抗弯强度评估刻蚀对于金刚石与结合剂之间把持力的影响。结果表明:氧化铈能成功对金刚石单晶表面进行选择性刻蚀。随着温度的升高，金刚石各个晶面的刻蚀深度加深；在相同条件下，氧化铈对金刚石（100）面的刻蚀程度大于金刚石（111）面。当刻蚀温度为900 ℃时，金刚石（111）面刻蚀深度为753.23 nm，（100）面刻蚀深度为1.60 μm。在N₂气氛下，900 ℃氧化铈刻蚀后的金刚石单颗粒抗压强度低于未加氧化铈刻蚀剂刻蚀的金刚石抗压强度，但是高于在空气气氛下未加氧化铈刻蚀剂刻蚀的金刚石以及在空气中直接氧化铈刻蚀的金刚石抗压强度。与未处理金刚石相比，氧化铈刻蚀后的铜基结合剂金刚石试样的抗弯强度有较大提升。     

纳米Si_3N_4/Ni复合镀层对金刚石节块性能的影响

用滚镀的方法在金刚石表面镀Ni层和纳米Si_3N_4/Ni复合镀层,用扫描电子显微镜观察金刚石镀前和镀后的表面形貌,用DKY-1型单颗粒抗压强度测定仪测量金刚石单颗粒的抗压强度。用热压烧结的方法得到铁基结合剂金刚石节块,在INSTRON-5569型万能材料试验机上测量节块的抗弯强度,在NMW-1立式万能摩擦磨损试验机上测试节块的耐磨性。结果表明:在金刚石表面镀Ni层和纳米Si_3N_4/Ni复合镀层后,表面镀层均匀,纳米Si_3N_4/Ni复合镀层比纯Ni层更致密,更平滑,晶粒更细小;纳米Si_3N_4/Ni复合镀层金刚石单颗粒有更高的抗压强度;纳米Si_3N_4/Ni复合镀层金刚石铁基结合剂节块有更高的抗弯强度和更优良的耐磨性。     

镀TiN金刚石与结合剂之间的结合状态研究

利用抗弯强度试验、扫描电镜及能谱分析研究了镀ＴｉＮ金刚石在Ｆｅ基，Ｎｉ基，Ｃｕ基及Ｃｏ基结合剂中的界面结合状态。结果发现，金刚石表面镀ＴｉＮ后，其Ｆｅ基、Ｎｉ基和Ｃｕ基复合材料的抗弯强度均下降，而Ｃｏ基复合材料抗弯强度上升。     

La2O3刻蚀对金刚石单晶性能的影响

以氮气为保护气氛，在820～980℃下用La₂O₃刻蚀人造金刚石单晶表面，研究稀土氧化物La₂O₃刻蚀对人造金刚石单晶性能的影响。利用扫描电子显微镜观测刻蚀后金刚石单晶不同晶面的表面形貌，通过人造金刚石单晶表面粗糙度、单颗粒抗压强度、抗冲击韧性和铜基结合剂金刚石节块抗弯强度来表征刻蚀前后金刚石单晶性能的变化。结果表明：La₂O₃对金刚石{100}面和{111}面的刻蚀是各向异性的；当刻蚀温度从820℃升高到980℃时，{100}面表面粗糙度从0.40μm增加至2.28μm，{111}面表面粗糙度从0.70μm增加到3.32μm，金刚石单颗粒的抗压强度由未刻蚀金刚石的576 N降低到最小530 N，冲击韧性由92.94%下降到89.21%。当金刚石体积分数为5%时，刻蚀后金刚石节块的抗弯强度增幅达到17.9%。     

金刚石、立方氮化硼颗粒表面镀钨、铬、钼的方法及设备

本发明公开了一种金刚石、立方氮化硼颗粒表面镀钨、铬、钼的方法及设备，该方法包括以下步骤：首先在加热室对清洁的金刚石、立方氮化硼颗粒预加热，加热温度下限应高于用于镀膜的羰基金属络合物沸点温度，加热温度上限视所需镀膜厚度，以不降低金刚石、立方氮化硼的强度为限；然后将加热的颗粒输送至到带有振动或搅拌器的镀膜室中，     

金刚石表面镀层在电火花烧结过程中的行为及对制品性能的影响

用抗弯强度及测量颗粒出露高度的方法研究了表面镀覆Ti及Ti Ni的金刚石在电火花脉冲放电烧结条件下镀层的行为，研究了镀层对制品抗弯强度及颗粒出露高度的影响，在体视显微镜下观察了金刚石表面镀层与镀层之间、镀层与金属颗粒之间的放电及熔焊现象。研究表明，表面具有金属性质的镀覆Ti及Ti Ni镀层金刚石能够参与粉末冶金过程中的脉冲放电烧结，有熔焊现象，增加了金刚石颗粒与基体金属的把持能力，从而大幅度提高了制品的抗弯强度及颗粒出露高度。     

添加MoS2和C对粉末冶金金刚石复合材料性能的影响

研究了ＭｏＳ２和Ｃ对金刚石复合材料性能的影响，实验结果表明，ＭｏＳ２和Ｃ的加入提高了金刚石复合材料的硬度和抗弯强度，改善了减摩性能，使金刚石复合材料的切割率、出刃高度和磨削比提高，磨损量下降，从而提高了工具的切削效率和使用寿命。     

镀Ni金刚石与铜基结合剂间把持力的提高方法和机理分析

为了提高金刚石与金属结合剂间的把持力, 将镀Ni金刚石在1050℃下处理1 h, 然后用浓硝酸清洗金刚石表面, 最后采用真空热压烧结制备铜基结合剂金刚石样条。用扫描电子显微镜观察高温处理前后金刚石镀层表面形貌, 通过铜基结合剂样条的抗弯强度来评价金刚石与铜基结合剂间的结合力。用X射线衍射仪分析高温处理后镀层与金刚石间的物相。结果表明: 镀Ni金刚石经1050℃处理1 h后, 镀层基本上保持完整, 金刚石表面变粗糙; 铜基结合剂金刚石样条的抗弯强度从未镀金刚石的759 MPa增加到镀Ni金刚石的791 MPa, 再增加到高温处理镀Ni金刚石的833 MPa, 说明金刚石与铜基结合剂间把持力得到有效提高。     

钛对铝基结合剂金刚石节块把持力的影响

为了研究钛对铝基结合剂金刚石节块把持力的影响,在铝基结合剂中添加不同质量分数的钛,用热压法烧结得到不含和含金刚石的铝基结合剂节块,测试添加不同质量分数钛时,金刚石节块的抗弯强度,计算铝基结合剂对金刚石的把持力系数,并用扫描电子显微镜和能谱分析仪对铝基结合剂金刚石节块的断口微观形貌和成分进行分析。结果表明:随着钛质量分数的增加,不含和含金刚石的铝基结合剂节块的抗弯强度和把持力系数有相同的变化趋势,都是先增大再减小。在添加质量分数3%钛时,铝基结合剂金刚石节块的抗弯强度最大,其值为145 MPa,相应的把持力系数为82.5%,此时铝基结合剂与金刚石间结合最好。     

超细W-25Cu粉末在金刚石工具中的应用研究

采用粉料混合、制粒、冷压成形和真空热压烧结法制备样品.利用SEM观察了添加超细W-25Cu合金粉末和W、Cu单质粉末的刀头断口金刚石形貌并进行了EDS分析,研究了烧结温度对添加超细W-25Cu合金粉和添加W、Cu单质粉末的胎体硬度、烧结密度、抗弯强度的影响,并利用SEM、金相和面扫描手段分析了断口形貌、显微组织和主要元素分布.结果表明:添加超细W-25Cu合金粉末的刀头中,金刚石表面形成了含W元素较多的“岛状”晶体物质并形成网状结构,提高了胎体对金刚石的把持力;在试验温度范围内,添加超细W-25Cu合金粉能显著提高胎体的硬度、致密度和元素分布的弥散性,但降低抗弯强度.锯片切割实验表明:添加超细W-25Cu合金粉比添加W、Cu单质粉可提高工具使用寿命约40％,可见添加超细W-25Cu合金粉末确实有利于胎体耐磨性的增加和胎体对金刚石把持力的提高.     

高炉铁口无水炮泥强度及其特性的分析试验

材料选用某钢厂高炉无水炮泥,通过模拟铁口试验装置,对此种无水炮泥在多梯度温度状态下焙烧后的强度及微观组织结构进行了分析,结果表明,试样在200℃×2h烘干后的耐压强度及抗折强度最大,800℃×2h煅烧后的耐压强度及抗折强度最小,在1100℃×2h煅烧后的显气孔率相比800℃×2h煅烧后的显气孔率明显较低;试样在1400℃时微观组织结构密实均匀稳定。     

镧的不同化合物对金属胎体/金刚石复合材料粘结性能的影响

在本文中 ,以不同化合物形式 (LaNi5 、La2 O3、La(NO3) 3)将稀土元素镧加入到铜基金属胎体中 ,测试了金属胎体 /金刚石复合材料的抗弯强度和粘结性能。研究表明 ,加入适量的LaNi5 可显著提高复合材料的强度和粘结性能 ;La2 O3对复合材料的强度和粘结性能影响不大 ;La(NO3) 3使得复合材料的强度和粘结性能显著降低。并对各化合物产生不同作用的机理进行了探讨。     

溶胶-原位凝胶法制备金刚石/LZAS系陶瓷结合剂砂轮的结构与性能

以硝酸盐溶液、磷酸铵溶液、Si O2溶胶和金刚石颗粒制成混合料浆,经快速凝胶及干燥后,在850℃/1.5 h条件下烧结,得到金刚石/陶瓷结合剂复合体,通过对其微观结构以及表面粗糙度、抗弯强度和孔隙率等性能进行表征,研究混合料浆中的固相含量对金刚石/复合氧化物陶瓷复合体结构与性能的影响。结果表明:Si O2-Al2O3-Zn O-Na2O-Li2O-P2O5复合氧化物陶瓷结合剂的晶化程度高,晶型完整;随料浆中固含量增加,金刚石/陶瓷复合体的孔隙率先降低后升高,而抗弯强度则先升高后降低,当固含量(体积分数)为60%时,砂轮的孔隙率和抗弯强度分别达到最小值(26.2%)和最大值(69 MPa)。与传统粉末压制法制备的金刚石/复合陶瓷结合剂砂轮相比,采用溶胶-凝胶原位法制备的砂轮,结构均匀,抗弯强度和孔隙率分别提高约40.5%和34.8%,磨削加工的硬质合金工件表面无较深划痕,工件表面粗糙度为0.049μm。     

Strengthening the Sintered Bronze Matrix of Materials for Tribological Purposes

The effect of hard inclusions and additional production treatment on the strength properties of a bronze-based antifriction material are studied. It is shown that introduction of hard inclusions into a bronze matrix and additional repeated compaction and sintering may improve strength properties substantially. It is established that the highest strength is exhibited by bronze containing powders of stainless steel and an alloy based on iron and cobalt. Additional production treatment (compaction and sintering) makes a marked change to the level of strength properties. If the main form of deformation is compression, the first additional cycle has a decisive effect on strength in compression and hardness; subsequent cycles hardly change the level of strength properties. If the main form of deformation is bending, tension, or fracture, each subsequent production treatment makes a marked contribution to the increase in strength in bending and impact strength.     

孔隙率对超薄金刚石切割砂轮性能的影响

研究了超薄金刚石切割砂轮中孔隙率对金属结合剂的影响,以及不同压力和温度对金刚石砂轮孔隙率的影响。实验结果表明,压力对砂轮孔隙率的贡献明显高于温度,温度对孔隙率的贡献主要表现在孔隙的形貌上。本实验用数学方法推导了超薄金刚石切割砂轮孔隙率与其抗弯强度的关系,为超薄金刚石切割砂轮的配方和工艺设计提供了数据基础和实践经验。     

金刚石锯片焊接部位的组织结构与力学性能

采集金刚石圆锯片激光焊和高频钎焊部位作试样,分析研究了钢基体与粉末烧结刀头过渡层对焊焊缝横向的区段划分、焊缝形貌、金相组织、成分与物相、硬度及抗弯强度,并阐述了激光焊气孔的成因。结果表明:激光焊熔化区柱晶组织排布细腻,有残留气孔,硬度呈线性变化;钎焊熔化区为两相组织,枝晶明显,无裂纹气孔,硬度较低。激光焊钢热影响区产生针状马氏体;钎焊不存在相变引起的热影响区。激光焊和钎焊的刀头过渡层,在特定的配料体系下,也不存在固态相变引发的热影响区,基本保持了粉末烧结组织。激光焊和钎焊焊缝的抗弯强度均值分别为1 175 MPa、983 MPa,都大于国外安全强度要求,但激光焊焊缝强度波动相对较大,这与其残留气孔密切相关。     

Influence of additives of carbon nanotubes on the structure and properties of metal binders for a diamond tool

The possibility of alloying the powder alloy of the Fe-Cu-Co-Sn system with multilayered carbon nanotubes (MCNTs) in order to form a dispersion-hardened composite material with improved mechanical and tribological properties, which can be used as a binder for a diamond cutting tool, is considered. The mixing mode of carbon nanotubes with the starting powder binder is selected. The dependence of physicochemical properties of the composite material on the MCNT content is investigated in a range of 0.01–3%. The composite binders with the optimal MCNT content at a level of 0.01% are fabricated. The alloy is characterized by improved mechanical properties; namely, hardness increases by 9–11 HRB units and the bending strength for three-point bending increases by 100 MPa.     

Mechanical properties of perforated and partially demineralized bone grafts

Changes in flexural rigidity and compression strength of 18 sheep tibias were investigated after laser perforation and partial demineralization. Test bones were divided into three groups: Group 1, no treatment; Group 2, laser hole grid; and Group 3, laser hole grid and partial demineralization. Starting in the anterior direction at the tibial tuberosity, the flexural rigidity was determined using a nondestructive four-point bending test. The elliptical distribution of the flexural rigidity before and after a specific treatment was compared. After the bending test, a cylindrical center section of each test bone was loaded axially to failure to determine subsequent changes in compression strength. Results showed that perforation alone produced minimal reduction of rigidity and insignificant changes in compression strength. However, additional partial demineralization resulted in larger reductions. In compression testing, perforated and partially demineralized bone specimen showed marked decrease of the ultimate failure stress. The observed increase in failure strain appeared to be related to compression of the laser holes. The findings of this study suggest that partial demineralization and perforation can be applied to diaphyseal bone grafts and that their decreased mechanical properties are a function of the bone volume reductions produced by both processes.     

添加W/Cr和WC/Cr3C2对铁基金刚石锯片性能的影响

以Fe-30%Cu(质量分数)合金粉末、单质Sn粉和Cu粉的混合粉末为基体,分别用W/Cr/Ni混合粉末和WC/Cr3C2/Ni混合粉末作为添加剂,制备金刚石锯片胎体材料,并利用加压烧结方法制备金刚石锯片。分析胎体材料的致密度、组织结构和力学性能以及金刚石锯片的切割性能。结果表明:胎体中添加Ni-W/Cr或Ni-WC/Cr3C2后,硬度、冲击韧性和抗弯强度最大增幅分别达到19.2%、11.7%和6.9%,致密度由96.50%降至93.1%～94.8%;胎体材料中添加2.44%W和2.44%Cr(体积分数)的金刚石锯片具有最优的干切性能,磨耗比和切割速率分别达到105.3 m/mm和1.66 m/min;添加4.36%WC和0.67%Cr3C2(体积分数)的金刚石锯片具有最优的湿切性能,磨耗比和切割速度分别达到109.6 m/mm和2.17 m/min。