聚晶金刚石复合片功能的微结构调控研究

随着聚晶金刚石复合片的推广使用,对复合片的整体性能和某些特殊功能的要求均有提高.文章根据金刚石复合片不同使用环境的要求,结合金刚石复合片的主要性能指标,提出了功能型聚晶金刚石复合片的概念.由于聚晶金刚石复合片不同的显微结构可反映其不同的功能性,结合其影响因素对金刚石复合片的显微结构进行调控,实验结果表明,通过对聚晶金刚石复合片功能的微结构调控,可以优化和突出其磨耗性能、抗冲击性能或者耐热性能,从而满足PDC钻采工具切削齿对不同工况微环境的功能性要求.     

基于同步辐射X射线的SiC颗粒/Al复合材料变形损伤

通过原位X射线成像系统研究了两种SiC粒径配比（45 μm和（45+100）μm）对70vol% SiC颗粒（SiC_P）/Al复合材料变形损伤行为的影响。在准静态压缩加载下,利用X射线数字图像相关方法（XDIC）计算了SiC_p/Al复合材料在不同变形阶段的应变场分布。宏观应力-应变曲线表明,因颗粒尺寸引起的SiC_p/Al复合材料的强度差异较小,但粒径配比为45 μm的SiC_P/Al的延展性明显优于（100+45）μm的SiC_P/Al。细观应变场分析表明,粒径配比为（100+45）μm的SiC_P/Al比45 μm的SiC_P/Al更早出现变形损伤带,且前者在变形后期其应变场不均匀性更高。这是由于（100+45）μm SiC_P/Al中更早在大颗粒附近出现应变集中点,而且这些集中点会迅速长大和汇聚进而形成宏观裂纹,导致材料更早失效和破坏。因此,减小颗粒尺寸和促进颗粒均匀分布有利于提高颗粒增强金属基复合材料的延展性。断口回收分析表明:两种颗粒尺寸的SiC_P/Al复合材料的断裂模式都属于脆性断裂,且断口中都发现有颗粒破坏和界面脱粘现象存在。      

优化设计在PDC残余热应力计算中的应用

残余热应力是影响聚晶金刚石复合片(PDC)性能的最重要因素之一。应用ANSYS的APDL建立聚晶金刚石PDC的参数模型,用热-结耦合法分析PDC的残余热应力。分别考虑PDC厚度比和径厚比对PDC中残余应力的影响并做了优化分析,提出了PDC残余应力计算公式,为PDC的合理设计提出了可借鉴的思路。     

金刚石复合片的性能检测及发展趋势

介绍了聚晶金刚石复合片的主要性能,即抗冲击性能、热稳定性及耐磨性。对复合片的性能检测方法进行了详细的阐述。展望了检测方法的发展趋势,抗冲击性检测主要考虑大冲击力和高精确性,用热损伤来判定复合片的热稳定性,而耐磨性检测则从复合片的微观结构找突破口,同时还应考虑对复合片内部的残余应力进行分析检测。     

聚晶金刚石复合片功能的微结构调控研究

随着聚晶金刚石复合片的推广使用,对复合片的整体性能和某些特殊功能的要求均有提高。文章根据金刚石复合片不同使用环境的要求,结合金刚石复合片的主要性能指标,提出了功能型聚晶金刚石复合片的概念。由于聚晶金刚石复合片不同的显微结构可反映其不同的功能性,结合其影响因素对金刚石复合片的显微结构进行调控,实验结果表明,通过对聚晶金刚石复合片功能的微结构调控,可以优化和突出其磨耗性能、抗冲击性能或者耐热性能,从而满足PDC钻采工具切削齿对不同工况微环境的功能性要求．     

人造纳米金刚石研究现状与展望

针对静压法人工合成纳米金刚石面临着过高的压力和温度,其合成条件在国产六面顶金刚石压机上很难实现的问题,介绍了纳米金刚石的特殊性能和应用状况,概述了纳米金刚石的几种主要合成方法,在此基础上分析了合成过程中影响金刚石成核以及颗粒粒径的因素,提出了静压法制备纳米金刚石的可行性.