合成金刚石用水雾化触媒粉末Fe70Ni30性能的研究

我国近年普遍采用水雾化粉末触媒Fe70 Ni30合成金刚石,本文对这种粉末形貌、成分、粒度分布、氧含量、相组成等作了分析研究.结果表明:粉末呈不规则状;粒度呈正态分布,D50= 22.9 μm;粉末杂质含量很低:初始粉氧含量为0.2％(质量分数),将触媒粉和石墨粉混合(质量比3:7)压成合成柱,在1000℃,真空10-...     

粉末触媒合成柱真空烧结工艺的研究

粉末触媒在雾化过程中容易氧化,水雾化粉末触媒氧含量一般在0.1%～0.4%,所以在合成金刚石前都必须对合成柱进行还原烧结处理,以降低其中的氧含量.本文通过对水雾化FeNi30粉末触媒合成柱的真空烧结研究,发现还原过程为石墨直接还原和石墨气化反应共同作用;确定在烧结温度980℃时,保温8h可以基本还原其中的氧化物,保证合成出高品级金刚石.     

水雾化粉末状触媒中固溶碳对金刚石合成的影响初探

高压水雾化方法制备触媒粉末为降低粉末氧含量,实验中加入合成金刚石用高纯天然鳞片石墨粉,灰分含量小于20×10-6,制备成合成柱在六面顶压机上进行系列合成实验,合成腔体为φ41 mm,通过合成的金刚石结果,判断总结出最佳含碳量值.所制得FeNi30如触媒粉末中的碳有两种状态存在:固溶单质碳和Fe3C型碳化物.结果发现固溶单质碳的存在,促进碳在触媒合金中内外双向扩散.促进了金刚石成核和转化;另外,根据固体与分子经验电子理论,分别计算了Fe3C及(Fe,Ni)3C型碳化物内C-C键原子组成的晶面的共价电子密度与金刚石晶面的共价电子密度,发现二者之间具有连续性,说明Fe3C型碳的存在也很有可能是金刚石形核与生长的有效碳源.     

铁基粉末触媒的粒度及其均匀性对合成金刚石的影响

本文利用铁基粉末触媒在国产六面顶压机上进行了金刚石单晶的合成。研究了高温高压条件下（5.7GPa，1370～1650℃），筛分的6种不同粒度（140／170，170／200，200／230，230／270，270／325，325／400）以及未经筛分的混合粒度的铁基粉末触媒生长金刚石的形貌特征。同时研究了粉末触媒粒度均匀性对合成金刚石的影响。结果表明，触媒粒度越均匀，合成金刚石单晶的粒度越集中。触媒粒度以及合成的金刚石晶体分别通过扫描电镜和光学显微镜进行了观测。     

粉末触媒粒度与金刚石粒度之间的对应关系

选用普遍采用的混合粒度Fe70Ni30触媒粉,经筛分后得到140/170目、170/200目、200/230目、230/270目、270/325目及325/400目6种不同粒度的触媒样品,在国产JHY -Ⅲ型六面顶压机上,合成出不同粒度的优质金刚石单晶,合成压力为5.3 GPa,温度为1 350℃.首先通过Nanosc...     

球状石墨的粉压成型及以其为原料的金刚石生长

本文研究了球状石墨的粉压成型特性。在国产SPD6×1 200型六面顶高温高压设备上,分别以鳞片石墨和球状石墨（均为400目）为碳源,以铁基粉末触媒为原料,在压力5.5 GPa,温度1 400℃左右,合成时间300 s的条件下合成出了优质金刚石单晶。通过球状石墨与鳞片状石墨生长的金刚石的对比,说明了球状石墨—铁基触媒体系生长金刚石的特点。结果表明球状石墨也可以用来合成优质磨料级金刚石单晶,但合成温度要比用片状石墨时高100℃左右,合成的金刚石粒度较鳞片石墨合成的金刚石粒度稍粗。     

Fe70Ni30合金粉体触媒及合成金刚石中杂质元素的原子发射光谱分析

为了分析合成金刚石中的杂质元素,以粉体Fe70Ni30合金触媒及石墨为原料,用静态高压技术合成出金刚石,分别对触媒和金刚石进行了原子发射光谱分析.测试结果表明:触媒里具有Co、Ca和Mn等22种含量值在0.0001～1.5 wt %之间的杂质元素;合成金刚石中有含量值在0.00005 ～ 0.02 wt %之间的Fe、Ni和Ca等10种杂质元素.这些杂质元素对金刚石质量和性能的影响进行了定性讨论.采用粉末触媒合成金刚石,其合成晶体中含有一定量的杂质元素是很难避免的,除合理采用合成工艺外,还可以通过严格控制原材料纯度等一些措?来降低合成晶体中杂质元素的含量,进而提高合成金刚石的质量.     

新型多组元超细铁基触媒在自锐金刚石合成中的应用

采用水-气联合雾化工艺生产多组元铁基细粒度金刚石触媒,通过控制触媒氧化物杂质种类及含量来改善金刚石合成时其生长界面的金属包膜质量,进而提高金刚石的合成质量。通过调控合成工艺,为金刚石生长创造稳定的热力学及动力学条件,促进金刚石二维层状生长,提高金刚石的阶梯状微破碎自锐能力。采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)及扫描能谱分析(EDS)等手段分析用常规FeNi30触媒与新型触媒合成的金刚石的质量及结晶生长特点。结果表明:采用新型触媒合成的金刚石自锐性提高,用其制备的水泥锯片、绳锯的锋利度较以往同类型金刚石工具的锋利度提高15%以上,工具的连续工作平稳性也显著提高。      

金刚石磨具的指标及表征

金刚石磨具的指标包括金钢金刚石种类(磨料)、粒度、硬度、结合剂、浓度及工具的形状和尺寸。金刚石磨具的标志方法举例如下: JR 120 Y1 S75 BW 150×35×32×10×3 磨料粒度硬度结合剂浓度形状尺寸(外径×厚度×孔径)(工作宽度—厚度) 1.磨料指金刚石的种类,有天然金刚石和人造金刚石两大类,分别以JT和JR表示。金刚石比重为3.5,一般称量单位为克拉(1克拉等于0.2克)。 2.粒度为金刚石磨料颗粒尺寸大小的标志。粒度号80,即磨料颗粒尺寸为200～160微     

高纯HGCr15轴承钢的组织和性能的研究

采用双真空(VIM+VAR)冶炼工艺可以得到高纯、高性能的HGCr15轴承钢,其中氧含量为5×10~(-6)～7×10~(-6);而电渣ZGCr5轴承钢,其中氧含量为3.4×10~(-5)。电渣钢的氧化物夹杂含量是双真空HGCr15轴承钢的4.2倍,其中Al_2O_3含量高达后者的31.7倍。双真空HGCr15轴承钢经真空热处理后可以得到比较细小均匀的碳化物,并且轴承零件表面可以获得压应力。双真空HGCr15的接触疲劳寿命L_(10)是电渣钢的1.49倍,断裂韧性K_(1C)提高19％,冲击值α_K和耐磨性能略有提高。     

稀土在粉末触媒合成金刚石中的作用研究

本文利用稀土作为添加元素制备了FeNi30粉末触媒并对其性能进行了研究。粉末成分测试发现：添加稀土后触媒粉末氧含量由230×10^-6降低为120×10^-6,根据稀土元素的性质对稀土作为脱氧、脱硫剂的作用机制进行了分析;选择不含稀土、石墨柱中添加稀土和触媒中合金化添加稀土三种情况进行了金刚石合成实验。通过实验数据的对比,得出稀土元素的添加有利于提高金刚石的混合单产、粗颗粒比例、静压强度和冲击韧性值以及降低磁化率,添加稀土元素后金刚石颜色由浅黄色变为了绿色,并对石墨柱热处理工艺进行了研究。     

高品级工业金刚石的亚稳区合成

本文以SPD6×1200型六面顶压机为金刚石的合成设备,采用升压至成核压力,成核后再降压到金刚石的亚稳区的特殊工艺进行金刚石的合成。在高温高压条件下合成出了晶体形貌完好的优质金刚石单晶。sEM结果表明：与传统工艺合成的金刚石相比较,亚稳区内合成的金刚石晶体的缺陷明显变少,表面平滑度增强。还将亚稳区内合成的金刚石与传统工艺合成的金刚石的粒度值进行了比较,在相同生长时间下,亚稳区内合成的金刚石粒度明显小于传统工艺合成的金刚石,即亚稳区内金刚石的生长速度变慢。最后,本文还对特殊工艺与传统工艺下金刚石生长的区别机理进行了分析讨论。     

高压水雾化法制备的高硅铝合金粉末特性

用高压水雾化法制备高硅铝合金粉末．并对粉末的特性进行了分析检测.实验结果表明、用该方法可制得含氧量低、粒度分布均匀、压制性好的合金粉末与同种合金的铸造试样相比,粉末的显微组织得到了显著细化,Si相的形态、尺寸及分布得到了明显改善,其α-Al基体因合金元素固溶度的提高得到了显著强化     

真空感应熔炼气雾化法制备高强度PH13-8Mo钢粉末的特性表征

采用真空感应熔炼气雾化(VIGA)法制备出球形高强度PH13-8Mo钢粉末,通过不同目数的筛网对粉末进行筛分,得到120~212μm,53~120μm,15~53μm和<15μm不同粒度区间的高强度PH13-8Mo钢粉末。利用氧氮分析仪、扫描电镜(SEM)、激光粒度分布仪和智能粉体特性测试仪等分析手段研究了不同粒径区间的PH13-8Mo钢粉末的氧含量、表面形貌、表面及内部微观组织、流动性和松装密度。结果表明:随着粉末粒度区间减小,PH13-8Mo钢粉末的比表面积从0.017 m^2/g显著增大到0.243 m^2/g,粉末中的O含量从0.017%增大到0.033%;当PH13-8Mo钢粉末粒径的范围为15~53μm区间时,粉末中的O含量相对较低,冷却速率较大,卫星球颗粒少,表面和内部组织主要由胞状晶和微晶组成,且该粒度范围的PH13-8Mo钢粉末的松装密度和流动性指数高。     

花瓣状钌掺杂氧化锌纳米片的水热/煅烧法制备及气敏性能

以硝酸锌、氢氧化钠为原料,通过水热/煅烧法制备结构新颖的厚度在20 nm至40 nm之间的钌掺杂花瓣状氧化锌纳米片。采用粉末X射线衍射仪、场发射扫描电镜、氮气吸附法、气敏测试系统对产物进行物相、结构形貌、比表面积、气敏性能等的表征。结果表明,钌掺杂氧化锌纳米片对乙醇和丙酮气体的灵敏度高,探测浓度低,响应和恢复迅速。在360°C和100×10^-6的条件下,对乙醇和丙酮的灵敏度分别达到33和67。在10×10^-6的乙醇和丙酮气体中,其响应和恢复速度分别为4 s和9 s,3 s和10 s.     

Thermal expansion of lattice parameter of （powder） silicon up to 1473 K

The XRPD (X-ray powder diffxactometry) patterns of silicon powder with a unit cell structure of diamond were determined from 298 to 1473 K. Lattice parameters of Si linearly increase with temperature. The thermal shifts of the positions of all reflection peaks are linearly correlated with the temperature. The coefficients of the intrinsic linear thermal expansion and volumetric thermal expansion were determined as 3.87×10-6/K and 1.16×10-5/K respectively. It indicates that Si is still a suitable standard in the XRPD method at high temperatures.     

合成自锐性金刚石用低成本触媒研究

本文利用气雾化方法制备了Fe100-Χ-Y1MnY1NiΧ,Fe100-Χ-Y2MnY2NiΧ,Fe100-Χ-Y3MnY3NiΧ(Y1Y2Y3)三种触媒,利用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪对粉末的性能进行了检测,分析表明:制备的粉末均为面心立方结构单相固溶体,点阵常数约为0.36nm,接近于金刚石的晶格常数。与石墨不同配比的合成实验表明:Mn含量为Y3时,合成的金刚石呈团粒状结构(CSD),石墨转化率达到70%以上;此种金刚石堆积密度、静压强度、冲击强度和形貌与元素六的PDA产品相当;制备的树脂砂轮磨削效率比普通金刚石磨料砂轮提高了80%,表面粗糙度Ra为0.34μm以下;与现在合成CSD磨料常用的Ni基触媒相比,该触媒成本较低,有较好的应用前景。