B_6O超硬复合材料的高压烧结

在高温高压（3～5GPa,1500～1900K）下通过＂一步法＂合成了纳米结构B6O超硬复合材料,对合成样品的物理化学性能、微观结构、相组成进行检测。复合材料平均硬度在32GPa,跟立方氮化硼复合片（PcBN）硬度相当。文章对复合材料内部残余应力及断裂韧性进行了分析。对抛光的样品进行了X射线衍射和扫描电镜、透射电镜分析。结果表明在此条件下合成的样品具有较好的烧结特性。     

薄膜涂层刀具

薄膜涂层刀具是在刚性及高温特性好的集体材料上通过化学气相沉积法（CVD）沉积金刚石薄膜制成的刀具。由于SiN4系陶瓷、WC＋Co系硬质合金以及金属W的热膨胀系数与金刚石接近,制膜时产生的热应力小,因此可作为刀体的基体材料。WC＋Co系硬质合金中,粘结相Co的存在易使金刚石薄膜与基体之间形成石墨而降低附着强度,在沉积前需进行预处理以消除Co的影响（一般通过酸腐蚀去Co）。     

高温高压对PDC硬质合金基体微观结构与性能的影响

采用金相显微镜、SEM、XRD和EDX对合成PDC所用的硬质合金基体在高温高压前后的微观结构和物相进行了分析比较,并对其硬度、密度、矫顽磁力、钴磁和抗弯强度（TRS）分别做了测定,结果表明：（1）经过高温高压后,硬质合金基体中的粗晶WC有轻微的细化;（2）在合成PDC的温度、压力和时间条件下,硬质合金基体的物相没有发生明显变化;（3）高温高压后基体界面附近的钴含量显著降低,但离界面3mm以上区域的钴含量趋于正常;（4）高温高压后硬质合金基体的硬度和密度增加,抗弯强度下降,钴相分布的均匀性变差。     

湖南超硬材料发展现状及未来规划

湖南省围绕工程机械对高强度结构钢、高性能刀具、耐磨材料等的需求,重点组织实施三类材料工程：超细晶高精度硬质合金以及超粗晶、耐磨损、长寿命硬质合金工程;功能梯度硬质涂层材料工程;精密超硬材料磨具与刀具（人造金刚石及制品、金刚石复合片、立方氮化硼复合片）、高性能工程陶瓷材料工程。     

粘结相对PCD和PcBN性能的影响

对于影响聚晶金刚石(PCD)和聚晶立方氮化硼(PcBN)性能的研究,多数集中在金刚石和cBN晶粒特征(形貌、尺寸、分布等)和烧结后各界面结合状态等方面,而对于粘结相对其的影响论述较少。文章详细分析讨论了粘结相特性(包括种类、含量、开始粉末粒度、最终晶粒尺寸及分布均匀性等)对PCD和PcBN性能的影响。也讨论分析了高压高温工艺(HPHT)对粘结相在烧结过程中演变的影响。     

复合材料木工刀具激光制备工艺与性能分析

为进一步扩大硬质合金材料在木工刀具中的使用范围，文章采用激光熔覆工艺制备硬质合金-45钢复合材料。选用SEM电镜观察激光熔覆试样冶金质量与金相组织特征，与GHO10-82型电刨刀具材料进行显微硬度与耐磨性对比。试验发现，经激光熔覆后硬质合金熔覆层与45钢基体间能实现良好冶金结合，无气孔与裂纹等缺陷存在，熔覆层显微组织包含白亮的细小WC晶粒和树枝状的（W,Ti）C固溶体晶粒。在试样硬化层到基体方向上测试显微硬度，硬度值呈现由高到低良好过渡变化，GHO10-82型刀具材料为分层式阶梯变化。用硬质合金-45钢复合材料制备木工刀具，兼具熔覆层的高硬度、高耐磨性和基体的塑性、韧性，可良好适应木材切削加工要求。     

cBN-Ti-B-Al-SiC系在高温高压下的烧结

文章通过采用细cBN颗粒,以Ti-B-Al-SiC系粘接剂在高温高压下烧结PcBN复合片,通过扫描电子显微镜、XRD以及微观显微硬度分析,并与cBN-TiN-Al系烧结的PcBN复合片相对比。分析发现：Ti-B-Al-SiC系粘接剂合成的PcBN复合片cBN-cBN键合多,显微硬度高于用TiN-Al系粘接剂合成的PcBN复合片,而且通过XRD分析发现产生了新相：TiN、TiB2、AlB2、BCo、Ti5Si3,并且没有发现原材料SiC的存在,这可能是由于在高温高压下SiC被分解。采用细cBN颗粒,以Ti-B-Al-SiC系粘接剂合成的PcBN复合片显微硬度高,但相对比较脆,主要是由于生成过多高硬度的TiB2,同时添加单质硼能够与Ti和Al反应,抑制了cBN的分解。     

影响立方氮化硼复合片耐磨性的工艺因素研究

通过大量的实验,对立方氮化硼复合片的工艺因素进行了分析。结果表明:cBN的粒径和原料的真空净化处理是影响立方氮化硼复合片耐磨性的主要工艺因素。选用T i-S i-B作为粘接剂,用细颗粒立方氮化硼在5.0~7.0GPa,1673~1873K的条件下[1],合成出磨耗比大于1∶11000立方氮化硼复合片。     

PcBN高压烧结过程及机理研究

聚晶立方氮化硼（PcBN）刀具材料不仅热稳定性好、化学惰性强,而且硬度高,是目前加工黑色金属材料以及实现加工领域的高效、高速和高精度的最佳工具材料。文章旨在对高温高压下不同粘结剂在PcBN的烧结过程中的行为规律作一个总结,以期进一步指导我们寻找更优的粘结剂组分和配比,了解PcBN的高压烧结机理,制备出高性能的PcBN刀具材料。     

纳米B6O—B4C超硬复合材料的高温高压烧结与表征

B6O是近几年来在国际上引起广泛关注的一种新型超硬材料。它具有低密度、高导热性、耐磨性、高硬度和较好的化学稳定性。在高温高压（3～5GPa,1500～1900K）下通过“一步法”合成了高性能纳米结构B6O超硬复合材料,并分析了合成压力、合成温度、初始材料等条件,对合成样品的物理化学性能、微观结构、相组成的影响。合成样品中B6O微粒在几十到几百纳米之间,属纳米级别。试验在较低的压力下（～3GPa）合成烧结良好的圆柱形样品,用维氏硬度计测量其硬度在32GPa,跟立方氮化硼复合片（PcBN）硬度相当,并且具有较好的断裂韧性。最初的切削实验表明以烧结良好的B6O复合材料制成的工具样品可以高速、干式切削各种陶瓷、金属材料。     

碳化钨涂布刮刀的研制

刮刀是涂布机的关键部件,传统的(无涂层)蓝钢刀片戓工具钢带制造的涂布刮刀由于其磨损快、寿命短,己经不能满足高速涂布机的生产要求,需要开发具有金属/陶瓷碳化钨(WC/Co) 涂层的高耐磨型涂布刮刀。业界曾采用等离子喷涂等方法在钢带上制备各种陶瓷材质的耐磨涂层以提高涂布刮刀的使用寿命。但现行的工艺方法获得的涂层存在着涂层不致密、孔隙率高、结合强度低等不足之处,本研究采用国产的HVAF超音速火焰喷涂系统成功研制具有WC10Co4Cr碳化钨耐磨涂层的涂布刮刀,各项质量指标均超过等离子喷涂等方法制备的陶瓷涂布刮刀,其平均使用寿命为陶瓷刮刀的2倍以上,涂层质量可以与国际同类产品相媲美。     

亚微米硬质合金顶锤的研制

以亚微米WC粉和超细Co粉为原料．添加晶粒抑制剂,并采用压力烧结,可得到硬度和强度均有较大提高的硬质合金顶锤。文章通过实验数据分析了这一工艺过程。     

金刚石初始粒径对金刚石聚晶层形貌及表面残余应力的影响

在高温高压条件下（5.2-5.6 GPa,1350℃-1450℃）,以镍基合金为烧结助剂采用熔渗法制备了金刚石复合片（PDC）。采用SEM考察了不同金刚石微粉粒径制备的金刚石复合片中金刚石聚晶（PCD）的组织形貌。通过Raman光谱利用静水压应力模型表征了PCD层表面应力。结果表明,PCD层形成了致密的交错生长结构;PCD层表面残余应力表现为压应力并随着初始金刚石微粉粒径的增大而增大,其值为0.12-0.22GPa。     

低含量PcBN复合片在高温高压下的合成

通过不同铝含量（10vol%,15vol%,20vol%,25vol%30vol%）在Al-TiN-cBN体系下高温高压合成低含量PcBN复合片并研究其性能。通过XRD发现生成了TiB2、AlN、Al2O3三种物相,随着铝含量的增多,新生相AlN、Al2O3的含量逐渐增多。通过硬度检测和弯曲试验发现：由于AlN和Al2O3相的增多,相对降低了cBN的含量,显微硬度值也随着铝含量的增多而逐渐降低;而由于铝的催化效果,随着铝含量的增多（10vol%~20vol%）,强的cBN-cBN键就逐渐增多,增强了其韧性,再增加铝的含量（25vol%~30vol%））韧性反而降低。切削试验发现,铝含量为20vol%时候,切削效果最佳。这是PcBN复合片显微硬度和抗弯强度的一种综合体现。     

金刚石合成叶蜡石腔体不同区域相结构计算分析

选取高温高压合成金刚石后的固体密封传压介质叶蜡石为研究对象,将WC顶锤与白云石之间的叶蜡石分成四个层面,采用X射线衍射对四个层面都进行了相结构测试与分析,并同时对四个层面的物相成分进行了半定量分析。结果表明：高温高压条件下叶蜡石的晶体结构发生了明显的变化,并逐渐相变成硬水铝石、柯石英、方英石;半定量分析结果表明,表层叶蜡石质量分数为83%,硬水铝石17%,靠近白云石的叶蜡石质量分数为59%,硬水铝石30%,柯石英8%,方石英3%,由叶蜡石粉压块表层到内部,叶蜡石结构逐渐被破坏,其它物相含量增加。这对于开展计算机模拟合成金刚石腔体温度场、压力场分布的工作提供了更加准确的物性参数获得方式。     

毛泡桐果化学成分研究

目的：研究毛泡桐果实的化学成分。方法应用柱色谱方法分离和纯化,通过理化常数和波谱分析鉴定化合物的结构。结果从毛泡桐果中分离出11个化合物,其结构分别鉴定为：β-谷甾醇（Ⅰ）,泡桐素（Ⅱ）,熊果酸（Ⅲ）,胡萝卜苷（Ⅳ）,芹菜素（Ⅴ）,香草酸（Ⅵ）,异香草酸（Ⅶ）,对羟基苯甲酸（Ⅷ）,5,7,4′-三羟基-3′-甲氧基黄酮（Ⅸ）,3′-甲氧基木犀草素-7-O-β-D葡萄糖苷（Ⅹ）,diplacone（Ⅺ）。结论化合物Ⅵ、Ⅶ为首次从该属中分得,化合物Ⅱ、Ⅸ、Ⅹ为首次从毛泡桐果中分得。     

大直径聚晶金刚石复合片的合成及表征

用国产六面顶压机,合成出直径为51mm的国内最大聚晶金刚石复合片。超声波微成像分析表明,样品无大批量分层、裂纹、金刚石厚度不均等缺陷。切削试验显示,在切削硬质合金时,样品与国外同类产品性能相当。