表征金刚石抗压强度检测结果的参数探讨

压头粗糙度严重影响人造金刚石抗压强度的检测结果.但是实际检测中,压头粗糙度逐渐变化是不可避免的.本文从表征抗压强度检测结果的统计特征数入手,探讨合理表征抗压强度的参数.一组金刚石颗粒的强度值满足一定的统计分布,平均数和众数都是表征分布中心的特征数,但众数不受检测极端值的影响,因而可以有效地消除由于压头粗糙度引起的单颗粒强度值的波动.多组检测数据的平均数和众数的计算结果也表明,用众数表征金刚石抗压强度检查结果的实验标准偏差更小,从保证检测结果稳定性的角度看,用众数表征金刚石抗压强度更合理.     

影响人造金刚石单颗粒抗压强度检测结果因素的探讨

本文从压砂粗糙度，人员因素，人造金刚石单颗粒本身强度值的分散性，环境条件（温度，湿度）及计算方法等方面，讨论各因素对人造金刚石单颗粒抗压强度检测结果的影响，并着重以ＭＢＤ６５０／６０为例，根据多次检验结果进行统计，计算其实验标准偏差，分析了不同置信概率下的人造金刚石抗压强度两次检测结果之间的差值，对采用ＪＢ／Ｔ７９８８．１－９５《人造金刚石或立方氮化硼抗压强度测定方法》规定方法进行检测时所得到的检     

人造金刚石单颗粒抗压强度测试仪对比分析

抗压强度是人造金刚石质量的重要指标，本文采用传统单颗粒抗压强度测定仪和Dia Test—SI型单颗粒抗压强度自动测定仪对金刚石标样进行检测对比分析．对同一样品不同时期多次测试和同一样品不同厂家测试，结果表明：传统单颗粒抗压强度测定仪测定的最大强度平均值和最小强度平均值相差15．38％和34％；而Dia Test—SI型单颗粒抗压强度自动测定仪的测定结果差值为4．1％、5．3％；证明DiaTest—SI型单颗粒抗压强度自动测定仪在测试中受操作水平及客观条件的影响较小，测试结果的稳定性比较好，各厂家测试结果的可比性强。     

人造金刚石抗压强度检测中样本容量的研究

在人造金刚石抗压强度检测过程中，我国现行标准JB/T7988.1-1999规定取样40粒。本文利用国内具有代表性的4种锯用金刚石，分别按照40粒，60粒，80粒进行了多次取样检测。结果表明增大样本容量能够有效地鉴定金刚石的牌号，随着我国检测仪器自动化程度的提高，建议在金刚石抗压强度检测中每次取样80粒进行。     

对人造金刚石有关标准的思考

本文对行业上执行人造金刚石有关标准的情况做了说明，指出标准的内容尚有不足和欠缺，和共行共同商量解决的办法，提出了建议，尤其对金刚石抗压强度检测提出了具体的改进意见。     

电镀液成分对镀覆金刚石品质的影响

研究电镀液成分对镀覆金刚石品质的影响。用冲击韧性测定仪测定镀覆金刚石的冲击韧性值;用金刚石单颗粒抗压强度测定仪测试不同增重率的单颗镀覆金刚石的抗压强度。结果表明:NaCl是影响电镀液导电性的主要因素,NiSO4对电镀液的导电性基本没有影响;NaCl质量浓度为5~30g/L时,镀覆金刚石的冲击韧性值随着NaCl质量浓度的增大而增大,当NaCl质量浓度超过30g/L后,镀覆金刚石冲击韧性值随NaCl质量浓度的增大而减小;NiSO4质量浓度介于100g/L和250g/L之间时,镀覆金刚石的冲击韧性值随着NiSO4质量浓度的增大而提高;增重率对镀覆金刚石的抗压强度起到决定性的作用,NaCl质量浓度和NiSO4质量浓度对镀覆金刚石抗压强度基本没有影响。     

时间和温度对表面氧化法增强金刚石单晶抗压强度的影响

金刚石抗压强度是衡量人造金刚石机械性能的重要参数之一，本文以Griffith微裂纹理论为基础，认为对金刚石晶体颗粒进行表面氧化处理，使表面微裂纹钝化或消除，可以增强金刚石单晶颗粒强度和韧性，热力学计算表明，处理的温度越高，氧化反应进行的越彻底。但由于金刚石内部包裹体的存在，处理的时间和温度如果超过一定范围，就会对金刚石产生损伤，抗压强度或抗压强度提高值下降，本文选用熔融态的KNO3作为氧化剂，讨论在对金铡石单晶颗粒进行强化处理过程中时间与温度对抗压强度的影响，给出了金刚石表面氧化增强处理的温度和时间的适应区间；处理温度应控制在560℃～600℃之间，处理时间应在30min～60min之间。     

人造金刚石的低温处理

本介绍了金刚石经低温处理后抗压强度和初始氧化温度（下称热氧化分解温度）的检测结果，说明高强度金刚石低温处理后，抗压强度和热稳定性均有较大幅度的提高。指出这是提高本行业经济效益的有效途径，是非常有前途的。     

人造金刚石的晶粒性质及其相关关系的研究

金刚石颗粒的性质包括粒度、形貌、包裹体、冲击强度、抗压强度、热稳定性等，这些性质决定了金刚石工具最终的使用性能。本研究用9种GE公司的金刚石为样品，对金刚石的上述性质进行了系统的测量，考察了诸性质之间的相互关系。我们的测量结果表明：金刚石的机械性质与晶粒的形貌以及晶体内部的杂质含量等性质之间存在着重要的相互关系；在同种晶粒粒度条件下，随着品极的升高，机械性质冲击强度、热稳定性逐渐升高；在晶体形貌方面如等轴度、粗糙度、椭圆工、晶粒度、浑圆度也随品质的高逐渐改善；磁化物含量越低，金刚石的抗压强度、冲击强度以及热冲击强度越高。     

真空低温烧烧叶蜡石对合成金刚石性能的影响

本通过真空低温焙烧叶蜡石，除去其中的挥发物，吸附水，充入氮气再解除真空，使氮气优先吸附，占据吸附位，避免其它杂质回吸，使合成腔得到净化，从而提高了大颗粒金刚石的产量和单颗粒抗压强度。     

采用非恒压力加压和非恒功率加热技术合成金刚石的工艺初探

本文采用非恒压力加压和非恒功率加热的控制技术，设计了金刚石合成工艺曲线，该工艺合成金刚石时，能明显提高合成腔体内的温度场与压力场的稳定性，改善金刚石单晶生长环境，可使直径30mm腔体合成金刚石的单产增中969％，MBD8以上品级的单晶同比增加41％。     

陶瓷结合剂与金刚石高温下的界面结合机理研究

本文研究了陶瓷结合剂与金刚石的界面反应、界面结构和结合状况.通过对改性Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃和B2O3-PbO-ZnO-SiO2低熔玻璃镀钛、不镀钛金刚石试样的电镜分析、XRD分析以及两种结合结合剂与镀钛、不镀钛金刚石试样的抗折强度测定,研究了结合剂(Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃和B2O3-PbO-ZnO-SiO2玻璃)与金刚石(镀钛和不镀钛)的结合机理和结合状况.发现:改性Li2O-Al2O3-SiO2玻璃经过合适的热处理工艺能在金刚石试样中出现以Li2Al2Si3O10为主晶相的微晶体,试条的抗折强度是B2O3-PbO-ZnO-SiO2低熔玻璃金刚石试样的2.5倍以上;镀钛金刚石与微晶玻璃结合剂之间产生化学结合,抗折强度比不镀钛金刚石试条提高20%以上;而对B2O3-PbO-ZnO-SiO2玻璃结合剂而言,金刚石表面镀钛对试条的抗折强度的提高无明显作用.     

优质六面体金刚石大单晶的合成及应用

利用高温高压温度梯度法,在合理调整组装方式、生产工艺的基础上,分别采用片状和环状碳源对合成优质六面体金刚石大单晶的尺寸、重量和生长速度进行了对比和分析。采用环状碳源33 h内合成晶体的尺寸可高达5.4 mm,生长速度高达12.6mg/h,重量高达2.08 carat,如此快的生长速度足可以满足六面体金刚石大单晶的产业化生产,进一步推动了国内人工合成金刚石的进程和发展。同时,六面体金刚石大单晶可作为CVD法合成单晶金刚石的基板和单晶金刚石刀具的首选材料。     

Fe-B-C体系金刚石单晶的高温高压制备与表征

在国产六面顶高温高压设备上,利用低价纯铁粉末为触媒开展含硼金刚石的制备研究。研究发现:无定型硼的掺入会导致金刚石合成条件(温度和压力)不断提高;晶体颜色由浅黄色逐渐变为黑色,晶体主要以八面体为主。利用扫描电镜(SEM)分析含硼金刚石的微观形貌,发现:硼添加后金刚石{111}晶面上存在微米尺寸的圆形凹坑。通过Raman光谱研究发现:随着硼掺入量的增加,金刚石特征峰发生蓝移,其半峰宽变大、晶体质量下降。通过红外光谱可以发现较强的Ⅱb型金刚石存在2 800 cm-1处的 B-C键特征峰。在纯铁触媒体系中,硼的质量分数在0.2%～0.8%时,均能合成出优质含硼金刚石。      

MPCVD法合成大单晶金刚石的研究进展

单晶金刚石具有诸多多晶金刚石所无法替代的优良性能,是新世纪高端技术领域发展所需的重要材料。随着技术的不断改进,MPCVD法合成单晶金刚石的生长速率、质量和尺寸都有了很大的提高。目前,应用最新的MPCVD技术合成的单晶金刚石,其最高生长速率达到200μm/h,合成尺寸达到英寸级,为单晶金刚石在超精密加工、光学元器件、半导体、探测器等高技术领域的应用提供了有力的支撑。本文主要综述了进入二十一世纪以来,MPCVD单晶金刚石的研究进展,并对其应用作简单的介绍。     

金刚石锯片浓度设计研究

本文根据金刚石切岩深度图及金刚石锯片切岩受力分析图,推导出了一种新的金刚石锯片浓度设计计算方法。将金刚石锯片施加给岩石单位面积的压力与岩石的抗压强度进行比较,如该压力大于岩石的抗压强度较多,则说明锯片工作面上的金刚石颗粒太少,应增加金刚石浓度;如该压力小于岩石的抗压强度,则说明金刚石锯片工作面上的金刚石颗粒太多,应降低金刚石的浓度。如此调整,直到该压力值略大于岩石的抗压强度为止。根据实例进行了计算,表明本文所提出的金刚石锯片浓度设计方法是可行的。     

高温高压处理Ib型金刚石的颜色变化研究

以国产六面顶压机对人工合成的Ib型金刚石大单晶进行高温高压退火处理,使用傅里叶变换红外光度计、光谱辐射度计对实验前后的样品进行分析。实验发现:在高温高压退火条件下,伴随着金刚石中孤立氮原子的聚合,最初的Ib型金刚石单晶经历了颜色先加深再褪去的变化过程,直至变成接近无色的Ia型金刚石单晶。      

热丝化学气相沉积法制备优质微米亚微米级单晶金刚石的研究

利用热丝化学气相沉积法（HFCVD）,在硅片衬底上进行微米级（〉1μm）及亚微米级（〈1μm）单晶金刚石的沉积研究。微米级金刚石是以高温高压法（HPHT）制备的1μm金刚石颗粒为籽晶,通过甩胶布晶的方法,在衬底上均匀分布晶种,并通过合理控制沉积工艺参数,在衬底上形成晶形完好的单晶金刚石。在沉积2 h后,可消除原HPHT籽晶缺陷,沉积6 h后,生长出晶形良好的立方八面体金刚石颗粒（约4μm）;对于亚微米级单晶金刚石,是直接在衬底上进行合成,通过调控沉积参数（如衬底预处理方法,偏流大小,沉积时间）对单晶金刚石的分布密度和颗粒度进行控制,经过2 h的沉积,最终获得了0.7μm的二十面体单晶金刚石。     

在FeNiCo-C系统中生长板状Ⅰb型宝石级金刚石

FeNiCo触媒作为一种合成金刚石的新型触媒材料,在金刚石制造业中有着广泛的应用。而板状宝石级金刚石大单晶由于具有诸多优异性能,在各个领域具有很重要的应用价值。本研究在高温高压条件下,利用温度梯度法在FeNiCo触媒中生长板状的Ⅰb型宝石级金刚石。实验表明,调整晶床高度使金刚石具有适宜的生长速度0.34 mg/h;沿﹛100﹜面生长优质板状Ⅰb型宝石级金刚石的最佳温度区间为1 209～1 216℃;在此基础上合成出尺寸达3 mm的优质板状Ⅰb型宝石级金刚石大单晶。