金属镀覆金刚石及其应用领域

金刚石镀覆产品已经应用在金刚石刀头和锯片等工具制造中,涂层、金刚石、金属基的关系和应用性能已被验证。结果表明金刚石磨料在金属基中的相对保留可以通过锯片应用测试得到,在金属基中磨料保留通过一个薄弱环节模型的部分断裂分析而得。一、简介工业金刚石磨料广泛应用于切割和钻进岩石与混凝土材料。尽管镀覆金刚石磨料最初在1970年开发,     

金刚石微粉表面镀覆对线锯的关键作用分析

在分析电镀金刚石线锯工艺流程的基础上,指出了金刚石上砂是电镀线锯最关键的工艺环节.探讨了各种上砂方法及特点,分析了镀覆金刚石微粉对上砂的作用.指出,采用与金刚石形成化合物结合的镀覆金刚石,如镀钛、镀钨、镀钼、镀铬和复合镀的金刚石,有利于高质量金刚石线锯的生产;避免了采用单一镍镀层产生“双极性”效应,导致镍涂层脱落的问题;具有上砂速度快,上砂容易的特点;镍镀层对镀覆金刚石颗粒迅速整体覆盖,镍镀层生长迅速,与镀覆金刚石结合牢固,出刃高;解决了无镀层金刚石以及单一镀镍金刚石与基体结合力差的问题.因此,镀覆金刚石为生产高质量金刚石线锯提供了有力的技术支持.     

金刚石镀覆工艺与使用效果的关系

本文通过原子力显微镜（AFM），X-射线衍射仪（XRD），能谱仪（EDS）等分析了真空微蒸发镀Ti的镀覆过程及镀层结构。揭示了与其它金刚石表面镀覆工艺的区别，通过大量试验，证明了真空微蒸发镀覆正常条件下对金刚石性能有利的影响，即大幅度降低了金刚石在试验条件下的脱落率，提高了小块破碎率，同时也指出了镀覆温度过高造成金刚石大块破碎率异常增加进而影响工具使用性能的原因。本文认为只有正常的镀覆温度才可显示真空微蒸发镀覆的效果。     

金刚石表面扩散镀钨的研究

在无压熔渗法制备金刚石铜复合材料过程中,为了减小铜与金刚石之间的润湿角,对金刚石表面进行了扩散镀钨处理,并分别对反应物比例、反应过程真空度、镀覆温度对镀层的影响进行了研究。用X射线衍射分析方法测定了镀层成分,用扫描电子显微镜观察了镀层表面结构。实验结果表明:温度为950~1050℃、真空度为10Pa、金刚石与初混料(钨与三氧化钨的混合料记作初混料,下同)质量比为1∶1或1∶1.5时,金刚石表面获得100~300nm的均匀的镀层,没有漏镀现象,且钨层与金刚石之间有碳化钨层生成。     

纳米金刚石及相关材料的真空镀覆及应用进展

综述了以钛或锰金属粉与纳米金刚石、纳米碳化硅、氮化硅晶须或碳纳米管为原料,通过真空镀法对上述纳米粉体进行表面改性处理后在新能源方面的应用。介绍了钛镀覆纳米金刚石、纳米碳化硅和氮化硅晶须作为铂催化剂载体材料在直接甲醇燃料电池方面的应用,以及锰镀覆碳纳米管在超级电容器方面的应用。      

镀覆金刚石对陶瓷结合剂磨具力学性能的影响

在同种金刚石表面分别镀覆不同金属层,并将之作为磨粒应用于陶瓷磨具中,通过观察金刚石烧结前后形貌、测试试样的抗弯强度和耐磨性以及对断口SEM形貌观察,分析了各包覆层对磨具的影响。结果显示,对于镀钛、镀铜、镀镍金刚石,与陶瓷结合剂按一定比例混合冷压烧结,并没有显著提升磨具的性能。     

不同镀覆工艺金刚石磨料对树脂砂轮磨削性能的影响

在不同条件下镀覆金刚石并以其为磨料制备树脂砂轮,研究镀覆工艺及条件对镀覆金刚石性能的影响,并检测砂轮的平行度、硬度、耐磨性。实验结果表明:以镀覆金刚石为磨料制备的砂轮,与用未镀覆金刚石的砂轮相比,磨损程度最大可降低45.31%。在电镀镍工艺和镀层增重率相近时,用经过真空蒸发镀钛的镀覆磨料制备的砂轮耐磨性更好,磨损程度降低29.77%;使用高电流短时间的电镀工艺制备的镀覆金刚石作为磨料制备的砂轮,其磨损程度下降29.43%。镀层增重率影响镀覆金刚石表面镍刺的生长状态,用镀层增重率过大的镀覆金刚制备的砂轮耐磨性降低。砂轮的平行度、硬度受砂轮磨料镀覆工艺的影响很小。      

钨表面激光处理对金刚石膜附着力的影响

利用微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD),在CH₄/H₂体系下沉积金刚石膜,通过发射光谱仪测量等离子体参数,结合Raman光谱仪测量金刚石膜的内应力, 用SEM测试金刚石膜的表面以及断面形貌,通过热震试验来探究钨表面激光处理对金刚石膜附着力的影响。结果表明:钨片表面激光处理能释放金刚石膜的应力,增强钨片与金刚石膜的附着力;在确保钨与金刚石膜附着力得到极大提高与钨片表面损伤尽量小的前提下,钨片表面切割深度在0.035 mm时较合适。      

金刚石粉体表面CVD法镀钨的工艺研究

目的增强金刚石与基体的界面结合能力。方法首先对金刚石粉体进行"除有机物→除油→粗化→烘干"处理。采用自制化学气相沉积装置,研究了以H_2和WF_6为反应气体在金刚石表面CVD法镀覆钨工艺。使用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(SEM)等检测方法,分析了金刚石粉体镀层钨的微观形貌、成分、组织结构,对镀层包覆金刚石粉体相关性能进行了初步测试。结果在粒径约为223.6mm的金刚石表面获得均匀致密镀覆层的最佳工艺参数为:沉积温度670℃,沉积时间2 min,H_2通入量1 L/min,WF_6消耗量2 g/min。沉积温度为580℃时,获得的均匀致密钨镀层的厚度为150 nm,且镀层杂质含量较少。将镀覆钨的金刚石和普通金刚石分别与铜粉热压烧结后进行抗弯强度测试,结果显示含镀覆钨的金刚石试样抗弯强度提高了38.6%。加入镀钨金刚石压块的热膨胀系数比加入普通金刚石的有所降低,并且加入的镀钨金刚石粉体越多,压块的热膨胀系数越低。结论镀钨后的金刚石颗粒的表面性能得到改善,与基体的结合能力得到提高。     

超硬材料表面镀覆技术及应用

本文系统论述了金刚石、立方氮化硼超硬磨料与典型金属界面的界面反应、界面结构及界面结合问题。按照金属与金刚珠界面作用结果,将典型金属分为：与金刚石界面反应形成稳定碳化物的亲和性金属,如钛、 钨铬、钼等;与金则石界面不反应的惰性金属,如铜等;与金刚石界面接触促使金刚石石墨化的石墨化金属,如铁、钴、镍等。讨论了亲和性金属与超硬磨料界面反应形成化合的的条件及化合物的结构特征与界面结合经度的关系,从而给出了     

镀膜金刚石膜层的俄歇分析

镀膜金刚石在现代金刚石制品中的应用愈来愈重要,我们对镀铬和镀钛两种金刚石的镀层作了俄歇分析。结果表明:俄歇能较准确分析膜层元素原子数分数、膜层厚度;所用镀铬和镀钛金刚石,镀层中分别除碳、铬元素,碳、钛元素外,均含有氧元素,这是镀层表面氧化所致;所用镀铬和镀钛金刚石,相对稳定的镀层厚度分别约为25 nm,360 nm。XRD线谱分析,镀铬金刚石镀层由于太薄,未发现衍射相,镀钛金刚石镀层却有TiC为基的固溶体形成。     

金刚石表面镀层在磨具中的作用机理

采用湿法镀（化学镀、电镀）或真空镀（蒸发镀、溅射镀、离子镀）方法,在金刚石表面镀覆一层铜、镍、钛、钼、钨等金属,或者它们的复合镀层。表面镀覆已经与单晶合成、分选、聚晶烧结、气相沉积一起,成为金刚石多品种专用化发展的五条重要途径之一。镀层赋予金刚石所需要的各种特有的物理化学性能,不仅可以提高金刚石颗粒强度以及与结合剂的结合强度,还有对金刚石表面的宏观隔离保护作用和对金刚石结构的微观侧面支撑作用．从而有利于防止金刚石在使用过程中被氧化和石墨化。特别是在树脂结合剂磨具中,镀层的热导率介于金刚石和树脂之间,可以有效地减缓磨削热脉冲对树脂造成的热损伤,从而显著延长其耐用度,使树脂磨具的使用寿命提高50％-100％。     

Effects of titanium coating on property of diamond

The titanium film was coated on the surface of diamond crystal in order to improve the chemical properties of diamond and the effect of titanium coating on the property of diamond was discussed. The anti-impacting strength, the oxidization process and the soakage property between vitrified bond and diamond were investigated. It is found that, when the titanium film is coated on the surface of diamond crystal, the soakage angle between vitrified bond and diamond decreases from 39.5° to 34.5° at 993 K, and the oxidization degree on the surface of diamonds is lowered greatly.     

金刚石和立方氮化硼超硬磨料表面处理技术应用及发展

本文综合介绍了金刚石和立方氮化硼超硬磨料表面处理技术及应用情况及新的表面处理技术发展情况,包括真空微蒸发镀钛技术及应用进展;微粉专用真空微蒸发镀覆技术及应用;基于镀钛技术而发展的复合镀Ti-N i技术及应用;刚玉涂覆的超硬磨料及应用;基于原子层镀覆技术发展的超硬磨粒、微粉及纳米粉的镀硅镀钛技术及应用。     

金刚石表面镀钛及界面微结构的研究

本文研究了应用真空微蒸发镀方法实现了金刚石表面镀钛.X-射线衍射分析表明:镀钛层物相为TiC和Ti,反应形成的界面结构层次为:金刚石-TiC-Ti.TiC层一般厚度在几百到上千埃,镀Ti层总厚度大约150 nm-200 nm.根据金刚石、TiC和Ti的晶体结构特点,应用结构对应原则,创建了金刚石/TiC/Ti共格界面模型.金刚石和TiC之间的共格界面为:(111)金刚石∥(111)TiC,C原子的周期性对应关系为:6 ×0.252 nm≈5×0.304 nm,C原子错配率为0.526%;金刚石和TiC界面间的C原子形成垂直的键、偏斜的键和桥式三中心键.六方结构α-Ti的和面心立方的TiC之间的共格界面为:(1000)α-Ti∥(111)TiC,形成垂直键,Ti原子错配率为0.66%.     

Nanocrystalline diamond coating tools for machining high-strength Al alloys

Diamond coating tools have been increasingly used for machining advanced materials. Recently, a microwave plasma-assisted chemical vapor deposition (CVD) technology was developed to produce diamond coatings which consist of nano-diamond crystals embedded into a hard amorphous diamond-like carbon matrix. In this study, the nanocrystalline diamond (NCD) coating tools were evaluated in machining high-strength aluminum (Al) alloy. The conventional CVD microcrystalline diamond coating (MCD) tools and PCD tools were also tested for performance comparisons. In addition, stress distributions in diamond coating tools, after deposition and during machining, were analyzed using a 2D finite element (FE) thermomechanical model.

The results show that catastrophic failures, reached in all except one machining conditions, limit the NCD tool life, which is primarily affected by the cutting speed. In addition, coating delamination in the worn NCD tools is clearly evident from scanning electron microscopy (SEM) and force monitoring in machining can capture the delamination incident. At a high feed, coating delamination may extend to the rake face. Furthermore, SEM observations of coating failure boundaries show intimate coating-substrate contact. Though the NCD tools are inferior to the PCD tools, they substantially outperform the MCD tools, which failed by premature delamination. The diamond coating tools can have high residual stresses from the deposition and stresses at the cutting edge are highly augmented. Further machining loading causes the stress reversal pattern which seems to correlate with the tool wear severity.     

金刚石钻头胎体材料碳化钨一铸钢丸的试验研究

本文介绍了一种新的金刚石钻头胎体材料碳化钨-铸钢丸,这种钻头体材料的特点是钻头体表面使用铸造碳化钨材料,心部使用铸钢丸材料,从而实现钻头体表面耐磨抗冲蚀,心部高强高韧的特点.测试了这种钻头体心部材料的力学性能和表层材料的耐磨抗冲蚀能力,同时还介绍了使用含胶碳化钨粉涂抹在钻头模具表面和石墨替棒表面的方法.由于钻头体心部力...     

Effect of deposition temperature on properties of boron-doped diamond films on tungsten carbide substrate

Boron-doped diamond (BDD) films were deposited on the tungsten carbide substrates at different substrate temperatures ranging from 450 to 850 °C by hot filament chemical vapor deposition (HFCVD) method. The effect of deposition temperature on the properties of the boron-doped diamond films on tungsten carbide substrate was investigated. It is found that boron doping obviously enhances the growth rate of diamond films. A relatively high growth rate of 544 nm/h was obtained for the BDD film deposited on the tungsten carbide at 650 °C. The added boron-containing precursor gas apparently reduced activation energy of film growth to be 53.1 kJ/mol, thus accelerated the rate of deposition chemical reaction. Moreover, Raman and XRD analysis showed that heavy boron doping (750 and 850 °C) deteriorated the diamond crystallinity and produced a high defect density in the BDD films. Overall, 600–700 °C is found to be an optimum substrate temperature range for depositing BDD films on tungsten carbide substrate.     

镀钨金刚石/铜复合材料的制备及导热性能（英文）

使用热扩散法在金刚石表面镀钨,并采用不同工艺参数制备镀钨金刚石/铜复合材料,观察不同样品的微观形貌,并使用激光闪射法测量样品的热导率,探索制备高热导率金刚石/铜复合材料的最佳工艺参数。研究结果表明,在金刚石表面镀钨可以改善界面结合,当镀覆时间为60 min时,镀层完整、均匀、平整,样品的热导率达到486 W/(m·K)。镀层的完整性和均匀性比镀层厚度更为重要。进一步对镀钨金刚石进行退火处理后,镀层与金刚石之间的冶金结合增强,制备得到的复合材料的热导率提高到559 W/(m·K)。