超硬材料合成方法、结构性能、应用及发展现状

为了对超硬材料有更深入的了解,对以金刚石和立方氮化硼为主的超硬材料的合成方法、发展历程、结构与性能及应用领域进行了综述。金刚石的合成方法主要有静压触媒高压高温法、化学气相沉积法、动压爆炸法或爆轰法。经过几十年的发展,我国超硬材料制造技术和装备已经处于国际先进水平。超硬材料除了硬度高之外,还有许多优良的物理力学和化学性能,广泛应用于磨具、刀具、锯切、钻进等超硬材料工具和新型功能材料。     

CVD金刚石在齿轮磨齿机中的应用探究

介绍了CVD金刚石的发展现状及其在滚轮行业中的应用,概述了CVD金刚石的性能特点及应用领域,着重介绍了在齿轮磨齿机滚轮行业中的应用。包括CVD品级的选取,切割形状的设计,与滚轮的匹配等,为行业相关从业者提供参考。     

复合缓冲剂对低碳钢砂轮表面镶嵌金刚石电镀镍的影响

探讨了在金刚石电镀镍溶液中硼酸+柠檬酸钠复合缓冲体系对镀液稳定性以及镀镍层结合力和成分的影响。结果显示,采用上述复合缓冲剂替代单一硼酸能够提高镀液pH和硼酸质量浓度的稳定性,增强镀镍层的结合力,并降低硼在镀镍层中的夹杂。     

脆硬材料加工机理的研究

为了了解脆硬材料的加工情况，本文采用扫描电镜和高速摄影机对典型的脆硬材料，玻璃的磨削过程，静态，动态地进行了细致的观察和分析，提出了脆理材料的磨削模型，该模型全面地反映出整个加工过程中所发生的现象，对脆硬材料的加工有指导意义。     

金刚石的高温化学稳定性研究

金刚石的高温化学稳定性直接影响着陶瓷结合剂的耐火度和陶瓷结合剂金刚石制品的使用寿命。通过研究不同品级的金刚石在不同烧成条件下金刚石晶体的烧失量变化，结果表明：①相同条件下，金刚石品级越高，烧失量越小；裸烧时温度越高，烧失量越大，当温度达到1073K时发生明显的化学反应，达到1173K时，热腐蚀较大。②当通入氩气作保护气时，到1173K才开始发生明显的化学反应。③而埋砂烧成（陶瓷结合剂金刚石试块中）的金刚石与裸烧后金刚石的晶体腐蚀情况相比，埋砂烧成的金刚石晶体耐热腐蚀性好，当温度高于1073K时，埋砂条件下金刚石的抗冲击强度比在同等温度、同等烧成气氛下裸烧金刚石要高出大约30～40％，因此在试验温度范围内陶瓷结合剂不会加速金刚石晶体的氧化腐蚀。     

提高金刚石工具电镀沉积速率的新工艺

本文从电镀理论分析入手，确定了影响沉积速率的因素，指出了常用的改进措施，并结合实际，提出了一套新的电沉积金刚石工具的工艺，该工艺通过提高镀液中主盐的浓度，不仅加快了电沉积的速率，而且改善了电镀层的质量。     

CVD金刚石膜{100}取向在改进化学反应模型下生长的原子尺度模拟

建立了CVD金刚石膜{100}取向生长过程中的化学反应模型，表面吸附生长机制以沟槽处碳氢组元加入的机制为主，并用改进的KMC方法在原子尺度上模拟了该模型下（100）表面的生长过程，给出了衬底温度和甲基浓度等操作参数对膜质量的影响，结果表明，该化学反应模型能够较实际地揭示{100}取向CVD金刚石膜的生长。     

添加剂硫对Ni-Mn-Co粉末触媒合成金刚石的影响

本研究考察了高温高压条件下添加剂硫对Ni-Mn-Co粉末触媒合成金刚石的影响，并在此基础上，考察了含硫金刚石的机械性能。研究表明：硫对Ni70Mn25Co5粉末触媒合成金刚石的成核有明显的抑制作用，随着硫含量的增加，成核呈减少趋势；添加剂硫影响晶体的颜色和晶形，随添加剂含量的增加，晶体的颜色呈加深趋势，硫的添加使晶体的表面出现孔洞缺陷，当硫含量较低时，孔洞缺陷多分布在（100）晶面上，当硫含量较高时，（111）晶面上也出现孔洞，致使晶体的完整性受到制约；添加剂硫影响金刚石的机械性能，随着添加剂硫含量的增加，含硫金刚石的冷冲击强度（TI）和热冲击强度（TTI）呈明显的下降趋势。     

压力、功率梯度对金刚石性能的影响

本文旨在研究两面顶合成工艺中金刚石在生长阶段通过改变压力、功率梯度实现改变生长驱动力后对金刚石性能的影响，分析了相应的影响机理。在间接加热腔体结构中，金刚石生长过程采用两种压力、功率梯度进行合成，合成后对所得的样品进行了静压强度、冲击强度、表面形貌检测。结果表明：生长前期的压力和功率梯度增加两倍，生长后期梯度减缓，TTI和TI分别增加了10％。研究认为生长早期压力、功率大梯度（压力增幅大，功率降幅大）有利于提高晶体内部质量，生长后期压力、功率小梯度（压力增幅小，功率降幅小）有利于提高晶体外部质量。     

钻进过程中金刚石钻头磨损规律试验研究

为了研究人造金刚石孕镶钻头(以下简称钻头)磨损规律，采用均质人造岩石(瓷砖)进行钻进试验，并在试验过程中采用对钻头唇面进行连续显微照相和将钻头称重的方法，获得以下三点结论：(1)在钻进过程中，钻头唇面上出露出的金刚石量呈周期性变化，每变化一个周期钻头就换一层新的金刚石；(2)钻头的钻速随钻头唇面出露金刚石量而变化，金刚石出露多，钻头钻速高，反之亦然；(3)钻头磨损速度随钻头钻速的变化而变化，钻头钻速高，钻头磨损速度快，反之亦然。