用铁基烧结助剂制备金刚石聚晶的研究

通过高温高压下金刚石再生长烧结方法，采用细粒度金刚石微粉作原料，铁基金属微粉作烧结助剂，在六面顶超高压设备上进行了金刚石聚晶的制备。研究了铁基金属和金刚石微粉体系再生长烧结的温度压力条件，并通过高倍光学显微镜、扫描电镜(SEM)、X—ray衍射、Raman光谱等测试手段对金刚石聚晶样品进行了内部成分和微观形貌分析。研究结果表明，在5．8GPa，1550℃条件下制备的PCD材料内部比较均匀致密。X—ray衍射和Raman光谱测试结果表明，在更高的温度条件下制备的样品内部有少量的石墨化。另外，样品内部还有部分碳化铁的存在。因此，我们认为，用Fe基烧结助剂制备的PCD材料内部除存在金刚石的自成键外，还有金刚石与金刚石之间通过铁碳键把金刚石烧结在一起的一种机制。     

烧结方式对金刚石微粉氧化、形貌和砂轮磨削性能的影响

研究了烧结前金刚石微粉以及经空气气氛烧结、氮气气氛烧结和陶瓷结合剂包裹空气气氛烧结的金刚石微粉形貌和氧含量,并以这些微粉为原料制备了陶瓷金刚石砂轮,研究了微粉状态对磨削性能的影响。结果表明:烧结方式对金刚石微粉氧含量和性能有较大影响。金刚石微粉在空气气氛中烧结后重量减少5.2%,总氧含量、表面氧含量和点氧含量分别为0.078%、4.84%和2.00%,均大幅度高于其他两种烧结方式。此外,由空气气氛、氮气气氛和陶瓷结合剂包裹烧结的金刚石微粉制备的砂轮的磨耗体积比只有用未经烧结金刚石微粉制备砂轮的59.6%、89.6%和67.6%。     

金刚石微粉烧结中的一些特征

平均粒度为28/20μm的金刚石微粉在6.0GPa和8.0Gpa的高压下,在不同的烧结时间中于1600℃、1700℃和1800℃的温度下烧结,目的在于获得达到强度要求的聚晶压坯。采用直径为13.5mm的环凹状顶锤形高压装置进行试验。观察到样品直径4.5mm、高5.0mm。描绘出在上述烧结条件下聚晶金刚石密度与工艺周期的关系曲线。采用X-射线衍射研究了粉末固结的动力学,以证实烧结过程中发生的金刚石(331)面增大和结构变化的关系。另一个目的是研究在烧结参数的作用下金刚石的石墨化动力学。结论是除固结机理外,局部剪切机理也在起作用。金刚石微粉烧结中的一些…     

纳米多晶金刚石的制备合成研究

本文采用纳米金刚石粉作为原料,铁基(或镍基)金属粉做烧结助剂,利用超高压六面顶压机,在高温高压条件下进行了纳米多晶金刚石的制备实验。研究了铁基(或镍基)金属粉与纳米金刚石粉体系再生长烧结的温度压力条件,并通过SEM、XRD等测试手段对多晶金刚石样品进行了微观形貌和内部成分分析。研究结果表明:合成的多晶尺寸不仅与触媒的种类有关,而且与触媒的粒度粗细也有关系;在6 GPa、1100℃、合成时间60 s的条件下,制备的纳米多晶金刚石材料比较均匀致密,金刚石之间以D-D键结合为主。     

不同湿度环境下镀钛金刚石烧结聚晶金刚石的摩擦学性能*

聚晶金刚石（Polycrystalline diamond, PCD）机具在钻探破岩与切削过程中服役于边界润滑环境，湿度条件是影响其摩擦磨损性能及切削钻进效率的重要因素。采用磁控溅射技术在金刚石微粉表面沉积厚度为~500 nm 的钛薄膜，并选用镀钛金刚石微粉为原料烧结聚晶金刚石（Ti-polycrystalline diamond, Ti-PCD）。研究了 Ti-PCD 在 5%~50%相对湿度（Relative humidity, RH）条件下对磨氮化硅的摩擦磨损性能，利用 SEM、XRD、AES 等表征镀钛金刚石微粉和 Ti-PCD 的微观组织、表面形貌及相结构。采用光学显微镜、白光三维形貌仪、拉曼光谱仪分析 Ti-PCD 和氮化硅球的磨损形貌。结果表明，Ti-PCD 中金刚石晶粒与粘结剂钴界面处形成碳化钛过渡层。在相对湿度为 5%~50% RH 条件下，氮化硅磨斑处的碳质转移膜是影响 Ti-PCD 稳态摩擦因数的主要原因。5% RH 干燥环境下，摩擦滑移过程中碳原子重杂化过程形成连续均匀的碳质转移膜，获得超低的稳态摩擦因数 0.034。Ti-PCD 表面相对较疏水，水分子钝化作用减弱，有助于形成具有减摩作用的碳质转移膜，致使湿度环境下的稳态摩擦因数比传统 PCD 降低~30%。Ti-PCD 磨损在 5%~50% RH 湿度范围内逐渐减轻。Ti-PCD 中的碳化钛相发挥结合桥作用，利用界面效应强化粘结剂钴和金刚石的界面结合，抑制摩擦滑移过程中的金刚石颗粒剥落，提高 Ti-PCD 的耐磨性。应用金刚石微粉表面涂层技术制备减摩 Ti-PCD，从界面结合和补强增韧方面强化金刚石与粘结剂钴的界面状态，对设计制造高效长寿钻探机具有重要的研究意义。     

铁基金刚石锯片的热压烧结机理初探

研究了烧结温度、烧结压力、保温时间及其交互作用对铁基金刚石锯片节块及胎体性能的影响,采用正交试验和方差分析方法确定铁基金刚石锯片的最佳工艺条件,并对铁基金刚石锯片的烧结机理进行了初步的探讨。     

细粒度金刚石复合片烧结的探索

本文探索了以0.5～1.5 μm金刚石微粉为原料,烧结PCD复合片.在5.2 GPa条件下,烧结温度在1 350～1 500 ℃范围内,利用分层组装和混合钴粉的方法烧结并进行比较.实验结果表明: 采用分层组装比混合10 wt%钴粉的方法更容易成型,其努普硬度最大值为56.12 GPa,并且硬度随着温度的升高而增加,同时在1 500 ℃时伴随石墨相的出现.分层组装扫描电镜结果显示,随着温度的增加,其结构趋于均匀化,表面已经形成大面积的D-D结合,且其断面钴含量与距离碳化钨基体的距离有关.X射线衍射图谱显示:在1 500 ℃时开始出现石墨相,并且钴在复合片里以钴的β相存在.     

浅析烧结工艺对金刚石锯片性能的影响

烧结工艺是金刚石圆锯片生产过程中的重要因素，直接影响着金刚石锯片的使用性能，本文通过不同烧结工艺的比较，来寻找一种适合于生产金刚石圆锯片的烧结工艺。     

国内金刚石小锯片烧结设备现状

1前言金刚石圆锯片以其对非金属材料的高速切削性能广泛应用于石材、建材、陶瓷、碳素等行业的加工领域。金刚石小锯片一般指外径不大于230mm的圆锯片，主要用于城市装璜方面，如切割各种材料的地砖、墙砖，旧房改造时开凿线路的线槽、水管槽。此类圆锯片尺寸较小，锯齿与基体的焊接比较复杂，一般采用整体烧结法进行制造。整体烧结法是通过冷压机将锯齿材料与基体材料压制成一体，再进入烧结炉内进行烧结，锯齿与基体通过合金化原理烧结在一起，二者之间产生足够的结合强度，锯齿本身硬度也得以提高。其生产工艺为：混配料→冷压成型→检验…     

粉末冶金烧结热等静压氮化金刚石节块

本文引用粉末冶金强调保护气氛烧结。提出了金刚石节块的失效及选材，讨论了氮化物体中性及自由原子结合作用力烧结、氮化金刚石节块。由于节块选材渗Ｓｉ３Ｎ４代替部分金刚石（浓度）及配用铁基（以Ｆｅ代Ｃｏ）结合剂氮化“钢结”。大大降低成本。该节块耐磨稳定，性能良好，在石材切割过程中，节块Ｓｉ３Ｎ４随着金刚石同等磨损自励共济，且Ｓｉ３Ｎ４自带润滑作用，让载机动力减轻负荷加快进给及减弱磨削工作噪声，从而加工好的