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。     

PCD铣刨刀具完善了维特根旋转式刀具系列

正得益于最新的刀具结构设计及材料,PCD铣刨刀具尤其适用于面层修复。聚晶金刚石制造的刀尖,高度耐磨,具有超长使用寿命。纵向磨损轻微,确保铣刨面平整均匀以及持续的切削动力。PCD铣刨刀具很好地补充了现有传统碳化物刀尖刀具的产品范围,能够满足特殊应用工况的需求。PCD(聚晶金刚石)是由碳和碳化物合成的一种高精密材料。PCD刀尖由不同材料层构成:金刚石颗粒聚集的上表层、中间层以及碳化钨基底。PCD刀尖基本上就是带有金刚石镀层的碳化物刀尖。中间层是维特根     

不同粒度金刚石微粉对PCD微结构与性能的影响

在烧结温度为1550℃、合成压力为5.7士0.1GPa、烧结时间180s时,采用国产六面顶压机进行了微米级聚晶金刚石的合成试验,研究不同粒度(10μm、5μm、2μm,1μm)的金刚石微粉对合成的PCD微结构与性能的影响.分别采用了SME、XRD和Raman对合成的PCD样品的微结构进行表征,并测试其耐磨性和耐热性.结果表明,PCD试样中均形成了D-D结合,且当金刚石原料粒度为2μm时,样品中存在石墨;随着金刚石原料粒度的减小,Co元素的扩散更加均匀,合成PCD样品的磨耗比越小,耐热温度越低.     

复合超硬材料及其市场前景

<正>复合超硬材料是指以金刚石和立方氮化硼(cBN)单晶超硬材料为主要原材料,添加金属或非金属粘结剂并通过超高压高温烧结工艺制成的聚晶复合材料,是工业生产和加工所必需的新型复合材料,被广泛应用于机械、冶金、地质、石油、煤炭、木材、建筑、汽车、家电等传统领域,以及电子信息、航空航天、国防军工等高技术领域。复合超硬材料的主要制品包括:石油/天然气钻头用金刚石烧结体(PCD)复合片、煤田/矿山工具用PCD     

豫金刚石形势分析

聚晶金刚石（PCD）材料、聚晶立方氮化硼（PcBN）材料,是金刚石或cBN微粉在高温高压下合成在硬质合金基体上的,它克服了金刚石、cBN单晶各向异性的特点,具有高硬度及高耐磨性,是理想的刀具材料,被广泛应用于汽车、航空、航天、建材等领域的加工。合成的PCD、PcBN片外圆形状不规则,表面不平整。     

硅粉粒度和含量对烧成Al2O3-ZrO2-C材料强度与结构的影响

选用4种不同粒度的硅粉,借助于压汞仪、扫描电子显微镜和能谱分析仪等测试手段,研究了硅粉粒度(粒度按A(d50=336.9μm)、B(d50=123.5μm)、C(d50=19.5μm)、D(d50=2.21μm)依次变小)和含量(分别为1%、3%、5%、7%)对埋炭烧成铝锆碳材料的耐压强度、孔径分布和显微结构的影响。结果表明:1)硅粉粒度和含量影响着材料的耐压强度,随着硅粉含量的增加,材料的耐压强度增大;硅粉粒度减小有利于提高强度,但硅粉粒度太细,强度反而大大降低;2)硅粉粒度和含量控制着材料的物相组成和显微结构,随着硅粉粒度减小,碳化硅晶须生成量增加,其长径比降低,逐渐形成良好网络结构,孔径分布范围也由宽变窄,气孔直径大大降低,但硅粉太细,晶须分布反而稀疏,小气孔的比孔容积也呈增加趋势;加入合适粒度和含量的硅粉还有利于氮化物在材料内部的形成。     

纳米PCD材料合成的技术难点

文章探讨了高温高压法制备纳米PCD材料技术的研究现状及存在的问题,针对纳米金刚石纯化技术、表面净化技术,以及高压烧结中表面石墨化、塑性变形、纳米聚晶形成与再结晶晶粒长大控制等关键技术难点进行分析,期望能为今后纳米PCD材料的应用开发提供理论上的帮助.     

改善聚晶金刚石复合片性能的研究进展

聚晶金刚石复合片(Polycrystalline Diamond Compacts,PDC)是以金刚石和粘结剂为工作层,硬质合金为基底高温高压复合而成的超硬材料。因其优异的耐磨性和抗冲击性能被广泛应用于地质勘探、钻井等领域。文章概述了粘结剂的种类及含量、金刚石原料及处理、掺杂剂的添加和结构设计四个方面对PDC性能的影响,着重阐述了石墨化和氧化反应对PDC带来的热损伤和提高热稳定性的措施,并对PDC未来的发展进行了展望。     

硅处理工艺对金刚石聚晶性能的影响

对硅系粘结剂金刚石聚晶原料中硅的处理工艺进行了研究,对聚晶采用X-ray衍射进行物相分析及抗冲击韧性检测,认为硅处理不当时,会导致聚晶中的脆性物质存在,是降低聚晶抗冲击韧性的主要原因.     

金刚石复合片内部结构优化研究

通过采用不同的工艺方法研究了不同粒度金刚石颗粒高温高压合成聚晶金刚石复合片内部的一致性。测试材料的磨耗比以确认聚晶金刚石复合材料的可靠性。通过研磨减薄聚晶层的方式检验聚晶金刚石复合片内部存在的不均匀斑点所在的空间位置。通过分析超声波扫描图像中的界面图像和聚晶层厚度分布,了解材料的内部结构。通过以上手段来优化合成工艺与合成配方。     

聚晶金刚石石墨化温度的研究

通过对PCD复合片中聚晶金刚石层加热前后的XRD图谱，以及在不同气氛环境下的DTA-TG分析，对聚晶金刚石的石墨化温度以及在加热过程中PCD的氧化和石墨化是否同时发生的问题进行了研究。结果表明：（1）聚晶金刚石在加热过程中，同时发生氧化还原反应，即氧化和石墨化同时进行；（2）随着加热温度的升高，聚晶金刚石石墨化程度增加；（3）聚晶金刚石的石墨化温度为960℃。     

聚晶金刚石的性能及其在生产工艺上的优化

聚晶金刚石不仅具有单晶金刚石所固有的卓越性能,还具有各向同性的优点以及在生产制造中的一些优良特性。但是,由于粘结剂的存在,聚晶金刚石在硬度、耐磨性、热稳定性等方面要差于单晶金刚石。许多科学家和生产制造者对如何改变生产工艺以优化聚晶金刚石的性能进行了研究。本文主要介绍了聚晶金刚石的性能及其在生产工艺上的性能优化取得的成就以及聚晶金刚石的应用前景。     

液相烧结法聚晶金刚石微观结构及其力学性能研究

笔者在高温高压条件下,以粒度为5μm的金刚石微粉为原材料,采用液相烧结法制备了聚晶金刚石拉丝模坯,分别研究了烧结温度和烧结时间,对其微观结构以及力学性能的影响,最后探讨了PCD拉丝模坯材料的烧结过程和机理。结果表明:聚晶金刚石拉丝模坯的力学性能(磨耗比、维氏硬度)均随着烧结时间的增大先增加后降低,在烧结时间为180 s时达到最大,烧结时间过短,其微观组织孔隙较大,烧结时间过长,金刚石石墨化严重;而在以烧结温度为变量的对比实验中发现,聚晶金刚石拉丝模坯的力学性能随着烧结温度的增加先变大后减小,在烧结温度为1 550℃时达到最大,烧结温度过低,金刚石晶粒棱角分明,晶粒间隙较大,而烧结温度过高,晶粒发生异常生长。所以,在压力为5.7 GPa,温度为1 550℃,烧结时间180 s的条件下进行液相烧结得到的聚晶金刚石的力学性能最佳。     

粒度配比对WC基金刚石钻头的性能影响研究

文章以Fe-Co-Cu基预合金粉为主要粘结剂,WC为骨架相,在相同的金刚石浓度条件下,通过调配6种不同粒度金刚石的配比,来研究金刚石粒度配比对钻头性能的影响。共设计了9种不同参数的孕镶金刚石钻头,通过微钻实验来验证其钻进性能。实验结果表明：在以WC-预合金粉配方体系为胎体材料时,40/45,60/70,80/100目的金刚石粒度组合具有最高的效率;45/50,70/80,100/120目的金刚石粒度组合具有最长的寿命;在调整金刚石粒度时,粗中细三种金刚石的粒度差别不宜太大,否则钻头的效率和寿命将明显降低。     

影响PcBN可加工性的因素

聚晶立方氮化硼复合片作为优异的刀具材料，其可加工性的好坏直接影响着它的推广使用。影响PcBN复合片可加工性的主要因素是粘结剂的种类、粒度和加入量，CBN的粒度，复合片的制造方法，前处理工艺等。文章通过实验，研究了这些因素是如何影响PcBN复合片可加工性的，并对这种影响因素进行了分析。     

聚晶立方氮化硼刀具研究进展

随着当今高速切削领域的迅猛发展,聚晶立方氮化硼刀具因具有加工效率高、耗时短、所加工的产品表面粗糙度小和对环境友好等优势,已逐渐占据着越来越重的市场份额。聚晶立方氮化硼刀具的寿命不仅与作为刀头材料的立方氮化硼的粘结剂种类、cBN含量等有关,还与所选用的刀具结构与刀具几何参数是否与之相匹配有关。文章着重从聚晶立方氮化硼刀具自身出发,阐述近年来研究者在刀具结构领域的最新进展以及人们为提高工件表面质量和延长刀具寿命而进行的刀具几何参数优化与理论研究,并对其未来发展进行展望。     

微波烧结制备Ti3SiC2-金刚石复合材料的显微形貌及界面反应机理

采用Ti3SiC2粉体和金刚石粉体为原料,通过微波烧结制备Ti3SiC2结合剂金刚石复合材料,研究金刚石的含量和粒度对该复合材料的物相组成与显微形貌的影响.结果表明,通过高温微波烧结Ti3SiC2结合剂金刚石复合材料,金刚石表面会形成不同的涂层,从而与基体结合剂结合良好.金刚石的粒度和含量对复合材料中基体组成和金刚石的表面涂层状态有显著影响.烧结过程中,金刚石会不同程度的影响Ti3SiC2的分解.Ti3SiC2分解后生成Si与TiC.当金刚石含量相同(10％)、粒度较粗(30/40)时,金刚石表面会形成钛硅相与SiC涂层组织;基体的主相为Ti3SiC2、钛硅相与SiC.当金刚石粒度较细(W20)时,金刚石表面的C元素充分地与Si反应生成SiC涂层,基体主相变成TiC和Ti3SiC2.当金刚石粒度适中(120/140目与170/200目)时,基体的主相为Ti3SiC2.选取金刚石粒度为170/200目、金刚石含量较低时(5％与10％),基体的组成为Ti3SiC2与少量的SiC.金刚石含量较高时(20％与30％),基体的组成为Ti3SiC2与少量的TiC和SiC.各试样中金刚石表面都会形成钛硅相与SiC涂层组织.     

汽车行业刀具消费趋势

在刀具材料方面,由于汽车零部件材料本身的要求提高,超硬刀具材料如cBN（立方氮化硼）、PCD（聚晶金刚石）刀具和新型硬质合金刀具被大量采用。在国内汽车用户所选择的刀具材料中,使用最多的仍然是硬质合金刀具,占64．1％。     

锂离子电池硅负极粘结材料的研究进展

硅基负极材料因具有较高的理论比容量 4200 mAh/g，已成为国内外新能源锂离子电池负极材料领域研究热点课题。然而，由于硅基材料体积膨胀率高达400%，经多次充放电循环后，硅颗粒会发生破裂和粉化使其在电极基体上易脱落，从而导致电池容量衰减快、寿命短的技术缺陷。为缓解硅颗粒巨大体积变化产生的应力以及维持电极完整性，国内外科学研究者们从电池组成上出发，对活性材料、导电剂、粘结剂、电解液等进行系统研究，其中对聚合物粘结剂改性是一种实现其高寿命、抗衰减的有效手段之一。基于锂离子硅基负极材料优异特性及粘结材料的研究现状，综述了硅基负极组成、结构、性能、作用原理、分子间作用机制以及负极粘结剂的分子结构设计，探讨其对硅基锂离子电池电化学性能的影响规律，为锂离子电池硅基负极粘结材料的应用与开发提供理论和实践指导。     

纳秒激光加工PCD表面织构的摩擦磨损行为研究

采用最大功率100 W,脉冲宽度120 ns,重复频率50 MHz的纳秒激光在聚晶金刚石(PCD)复合片表面加工了名义深度分别为50 mm、150 mm的等边三角形截面槽型织构.采用光学干涉显微镜、光学金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线光电子仪等分析表征表面形貌组织;采用球盘式摩擦磨损仪研究了织构对PCD样片的摩擦行为...