氮代钽硬质合金的制备与性能研究

采用特殊工艺进行了硬质合金材料原料粉体的氮化处理,并对粉体的氮化效果进行了XRD、XPS和SEM分析,阐述了粉体的氮化机理与过程。采用该氮化粉体进行了硬质合金刀片的烧结,并对烧结后的刀片断口形貌、相关物理、力学性能进行了分析。结果表明:采用此氮化工艺烧结的硬质合金材料能达到或超过添加Ta C的硬质合金材料性能,这在一定程度上实现了硬质合金中氮对钽元素的替代。     

浅孔钻刀片断屑槽的改进设计

通过对刀片断屑槽断屑原理的分析研究,对硬质合金可转位刀片的断屑槽进行改进设计,并针对U71Mn、U75V材料进行钻削试验,给出槽型改进前后刀片使用寿命和断屑效果的试验对比数据。改进断屑槽后,使刀片T310D断屑效果更好,刀片使用寿命更高。     

溶胶-凝胶法对锐钛矿纳米二氧化钛光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了一系列不同工艺参数的纳米TiO_2粉体,利用X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱分析仪对其进行了晶体结构、表面形貌、元素组成的表征;利用罗丹明B作为目标污染物,考察其光催化性能。结果表明:420℃与480℃热处理后TiO_2均形成锐钛矿,粉体纯度高,颗粒出现团聚;420℃热处理样品的光催化性能高于480℃;当钛酸丁酯、无水乙醇、冰乙酸、去离子水的体积比为6∶12∶3∶1时,3号样品表现出最高的光催化效率,对罗丹明B的降解率达到94.64%,反应速率常数k为0.016 84 min~(-1)。     

热处理工艺对钛片表面晶体结构与形貌的影响

对钛片进行了不同温度与保温时间的热处理,利用X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱分析、X射线光电子谱等分析测试技术研究了热处理工艺对钛片表面晶体结构、形貌、元素组成与价态的影响。实验结果表明:400℃时钛片发生了微量的氧化。随温度增加,钛片表面生成了明显的金红石型二氧化钛层,晶粒尺寸增大;600℃保温10 min热处理后,氧化生成的二氧化钛层表面呈现层状,保温时间增加到60 min后呈现米粒状,800℃处理后呈现柱状;XPS测试表明氧化层中的钛元素为+4价。     

金刚石薄膜生长速度研究

在电子辅助热丝CVD中,研究刀具预处理对金刚石薄膜生长速度的影响。在保持生长条件不变的前提下,经酸腐蚀处理的刀具的侧、背面镀铜能使金刚石薄膜的生长速度从没有镀铜时的4μm／h增加到镀铜后的10．6μm／h。镀铜处理提高了刀具的电导率,使得热丝发射的电子在偏压电场的作用下,在刀具表面附近聚集,加速氢气和丙酮的裂解,从而提高金刚石薄膜生长速度。SEM和Raman测试结果表明,高速生长的金刚石薄膜仍然具有很高质量。     

钛过渡层与硬质合金基体表面结合状况对金刚石薄膜附着力的影响

以WC-6％Co为基体，采用磁控溅射法，在原始试样、酸腐蚀试样以及酸蚀后进行氢等离子体脱碳处理的试样上制备Ti过渡层，然后碳化过渡层为TiC。在热丝化学气相沉积装置中，制备金刚石薄膜。研究三种不同试样上的金刚石薄膜与基体的附着力。结果表明，在原始试样上的金刚石薄膜在冷却过程中自动脱落；在经等离子体处理后的试样上，金刚石薄膜与基体间附着力高于在经酸蚀处理的试样上的金刚石薄膜与基体附着力。造成这种现象的主要原因可能是等离子体脱碳还原处理降低WC晶粒表面能，增强Ti与WC间的结合强度，导致TiC过渡层与WC基体结合强度增加，从而增加金刚石薄膜附着力。