合成后的触媒组织结构对立方氮化硼单晶合成效果的影响

以氮化锂(Li_3N)为触媒和六方氮化硼(hBN)为原料,在静态高温高压条件下加入籽晶批量合成出了≥50目的立方氮化硼(cBN)单晶。通过X射线衍射仪(XRD)和红外线光谱仪(FTIR)对合成后的触媒层内物相组成进行了分层表征;采用K值法、绝热法和RIR值等理论方法,计算出了触媒层内各物相的质量分数,分析了各物相在触媒层中的变化规律。采用扫描电子显微镜(SEM)对cBN单晶形貌和cBN单晶/触媒的界面形貌进行了观察,分析了触媒层的形貌对cBN单晶合成效果的影响。结果表明,触媒层内主要存在不规则的cBN微晶、hBN和Li3BN2等物相。触媒层的中间层是hBN发生固相直接转变生成cBN微晶的主要区域,触媒层中Li3BN2和cBN微晶的含量直接影响cBN单晶的合成效果。     

立方氮化硼硬车刀片相关知识简介

<正>立方氮化硼刀具(cBN刀具或PcBN刀具)的硬度一般为HV3000~5000,精HV硬度换算HRC相当于HRC95~100,对于HRC50以上高硬度淬火工件高速加工降低成本来讲最为经济划算。目前,立方氮化硼刀具用于黑色金属加工领域,是耐磨性最高的刀具材料,经过论证,立方氮化硼刀片(cBN刀具)的寿命一般是硬质合金刀片和陶瓷刀片的几倍到几十倍,而且随着研究的进步,立方氮化硼刀具(cBN刀具)适应各种高硬度     

国外动态

日本开始实施“超金刚石”开发计划日本科技厅于1993年开始实施一项为期5年的“超金刚石”开发计划,约需投资20亿日元,以确立被称为尖端新材料的立方晶氮化硼(cBN)膜、单晶金刚     

陶瓷结合剂cBN磨具的研究现状及发展趋势

陶瓷结合剂立方氮化硼(cBN)磨具的近年来研究越来越受到重视。简要介绍了国内外在陶瓷结合剂cBN磨具方面的最新成果。提出陶瓷结合剂目前研究的主要结构体系。讨论了陶瓷结合剂cBN磨具性能研究的方法和研究中存在的问题。最后指出陶瓷结合剂cBN磨具的发展方向。     

切削刀具用立方氮化硼涂层的研究进展

立方氮化硼( cubic boron nitride,cBN)具有优异的物理力学性能和极高的化学稳定性,可以胜任铁系金属的加工,在高性能切削刀具等领域有着广泛的应用前景.cBN涂层在复杂刀具应用中有着不可替代的作用,由于气相生长高纯度和结合性能的cBN刀具涂层仍存在着较多的技术难题,因此仍然难以得到广泛的应用.本文综述了近20年来气相沉积cBN涂层的研究进展,阐述了物理气相沉积与化学气相沉积cBN涂层的方法与机理,分析了cBN刀具涂层制备与应用的关键问题,结合研究现状指出了cBN刀具涂层研究的发展方向.     

立方氮化硼砂轮在高技术制造业中的应用

钛合金、镍基高温合金与淬硬钢等难加材料在高技术制造业中的广泛应用,驱动着立方氮化硼(cBN)砂轮向高速/超高速磨削方向快速发展。文章对立方氮化硼砂轮在难加工材料中的应用进行了阐述。指出,发展高速cBN砂轮,有利于加工效率和工件表面质量的提高,有利节约能源与资源,降低生产成本,有利于环境保护,符合绿色发展的方向。同时还列举了众多的国内专家学者科研所取得的成果结论,以展示其重要的意义与价值。     

细粒度纯相PcBN烧结性能研究

研究立足于国产六面顶压机,在8.0 GPa的压力、1 800℃～2 350℃温度、300 s时间条件下采用2μm的纯立方氮化硼(cBN)微粉进行分米级尺寸纯相聚晶立方氮化硼(PcBN)材料的制备。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度计对纯相PcBN微观组织及物相进行定性分析,研究纯相PcBN和传统PcBN在不同加工条件下切削淬火钢的表面粗糙度和刀具磨损性能特征,并对其结果进行了比较。结果表明:在8.0 GPa压力条件下随着温度的升高,纯相PcBN形成了更为致密组织结构,其自身硬度也随之升高,当温度超过2 300℃时硬度出现一定程度的降低,原因可能是部分晶粒长大后颗粒形成了空隙,空隙减弱了颗粒间的键合。测试中发现在8 GPa,温度低于2 000℃时cBN向w-BN(纤锌矿结构氮化硼)发生转化现象。与传统cBN工具相比,纯相PcBN具有更为优异的耐磨性。切割一段时间后,采用纯相PcBN材料工具加工的物性表面粗糙度R_a仍然低于30 nm。可见该材料在金属加工领域具有广阔应用前景。     

高温高压合成可电火花加工的立方氮化硼烧结体

通过高温高压合成了无硬质合金衬底的立方氮化硼聚晶(PcBN)。该cBN聚晶厚度1~5mm,具有导电性、可以被电火花切割。与传统立方氮化硼复合片(带有硬质合金衬底)进行对比,该立方氮化硼聚晶无中间钴的过渡层、具有比传统复合片长10%~20%的切削寿命。     

cBN-TiN-Al合成PCBN复合片及其性能研究

将立方氮化硼微粉和TiN、Al微粉按一定的质量比进行混料,在高温和超高压条件下合成聚晶立方氮化硼(PCBN)复合片,对复合片进行了物相分析、硬度测试以及表面显微结构分析,同时分析了切削淬火钢时cBN含量对PCBN刀具磨损的影响,研究了PCBN刀具切削时的磨损机理。烧结后PCBN复合层中的物相由除了cBN、TiN添加相以外,还出现了新相AlN和TiB_2,说明添加粘接剂与cBN发生反应,并且Al已完全反应,说明复合层中的cBN颗粒通过反应生成新物相,并被粘接剂固结。当cBN含量为80 wt%时,复合片的维氏硬度达到了4512 HV。PCBN后刀面的磨损成一个规则倒三角形,刀具的失效主要是粘结磨损和氧化磨损共同作用的结果。     

钎焊立方氮化硼焊接性影响因素与微观结构

立方氮化硼表现出非常稳定的电子配位,很难被熔化的液态金属所润湿,因此,一般焊接材料很难实现cBN与其他金属的连接.随着焊接技术发展,cBN与金属焊接成为研究的热点和前沿之一.文章概述了不同钎料合金基础、钎料状态、钎料成分、真空度、钎焊温度、保温时间等因素对cBN的焊接性的影响,并重点介绍了钎焊cBN颗粒的微观结构,为进...     

铁基触媒中铁含量对合成金刚石形貌及氮含量的影响(英文)

利用3种铁基粉末触媒,在国产六面顶压机上进行了金刚石单晶的合成实验,研究了高压高温条件下,铁基粉末触媒随铁含量的改变,石墨碳–铁基触媒体系合成金刚石条件的变化规律以及金刚石单晶的形貌,并利用红外光谱对金刚石中的含氮量进行了检测。结果表明:随着铁基粉末触媒中铁含量的增加,合成金刚石的压力和温度逐渐升高,金刚石生长的"V形区"上移,晶体的透明度变差,所合成晶体的含氮量逐渐减少。     

High pressure–high temperature growth of diamond crystals using split sphere apparatus

An overview of the application of crystal growth fundamentals in the high pressure–high temperature production of diamond by solvent/catalyst technique is presented. The process, also called temperature gradient process, makes use of a molten catalyst to dissolve carbon from a source (graphite or diamond powder) and transport the dissolved carbon to a growth site where they precipitate on a diamond seed. The pressure and temperature requirements for the process are generally around 5.0–6.5 GPa and 1300–1700 °C, depending on the chemistry of the solvent used and the desired crystal geometry. In spite of major progress in the science and technology of diamond growth, large scale commercial production of diamonds single crystals for jewelry or electronic applications has not been feasible until recently. This has been mainly due to the substantial cost associated with the presses needed, and the difficulties in controlling the growth parameters and catalyst chemistry. The recent developments in the commercial production of diamond single crystals utilizing the Split Sphere pressurization apparatus are discussed.     

臭菜抗氧化活性研究

为了研究臭菜提取物体外抗氧化活性,考察其对DPPH自由基和羟自由基活性的清除能力,并且与多种抗氧化剂进行对照研究。通过实验得出,臭菜提取物清除DPPH自由基活性的能力优于对香豆酸。结果表明,臭菜提取物具有很好的清除DPPH自由基和羟自由基活性的能力,是一种良好的天然抗氧化剂。     

微波高温固相法合成高纯磷酸盐的实验研究

研究了采用微波高温固相法快速合成高纯磷酸盐的工艺条件,与传统高温固相合成反应相比,磷酸三钙的合成时间比传统加热方式减少了50%,反应温度降低200℃;磷酸三钾的合成时间比传统加热方式减少了2/3,反应温度降低250℃。XRD分析结果显示磷酸盐结晶形态稳定。     

HPHT synthesis of large single crystal diamond doped with high nitrogen concentration

Large green single crystal diamond with high nitrogen concentration is firstly synthesized by temperature gradient method under high pressure and high temperature (HPHT). Sodium azide (NaN₃) is added as the source of nitrogen to the synthesis system of high pure graphite and kovar alloy (Fe₅₉Co₂₅Ni₁₇). The HPHT synthesis condition is 5.4 GPa and 1480 K. The maximum crystal size is 3.2 mm. The infrared absorption spectra indicate that the nitrogen concentration in the green large single crystal diamond reaches 1520 ppm in the form of single substitution, which is close to that in nature diamond, and several times higher than that in the man-made Ib large single crystal diamond previously.     

高温固定流化床费托合成技术及其产物加工路线

与采用低温费托合成主产油品技术相比,产品更为多元化和高值化的高温费托合成技术在目前市场环境下显示出非常明显的优势。本文综述了高温费托合成技术的发展历程及其最新进展,重点介绍了高温费托合成过程中的核心问题,主要包括高温费托合成工艺、固定流化床反应器、费托合成催化剂;介绍了高温费托合成产物分布与特性,讨论了高温费托合成产物的加工路线,并对高温费托合成煤间接液化的工业应用前景和产业化方向进行了展望。结果表明：高温费托合成技术具有产物附加值高、兼顾油品和化学品、技术发展成熟等优势,产物中轻组分含量高、碳数分布较窄、高附加值的α-烯烃含量高;精细化、高端化、差异化加工是实现高温费托合成产物高值化利用的关键。     

高能量密度化合物——六硝基六氮杂异伍兹烷合成研究最新进展

１９８７年由美国Ａ．Ｔ．Ｎｉｅｌｓｅｎ首次合成的六硝基六氮杂异伍兹烷（ＨＮＩＷ）,是当前密度和能量水平最高的高能量密度化合物（ＨＥＤＣ）,被誉为明天的高能炸药,并受到世界各国的普遍关注。本文综述近３年ＨＮＩＷ合成研究的最新进展,包括六苄基六氮杂异伍兹烷（ＨＢＩＷ）的合成、ＨＢＩＷ的脱苄、ＨＮＩＷ的合成及ＨＮＩＷ的转晶等几方面。目前制造ＨＮＩＷ的工艺已日趋成熟,且多有创新,ＨＮＩＷ的生产成本已大幅度下降。     

自蔓延高温合成的发展前景

介绍了自蔓延高温合成的现状和发展方向,分别从理论和合成技术上对自蔓延高温合成前景进行分析和概述,燃烧过程的动力学研究将成为今后理论研究的热点,在生产技术上电场、磁场、重力对SHS工艺及制品的性能会产生影响。     

Effect of TiO2 addition and high magnetic field sintering on properties of vitrified bond CBN composites

Vitrified bond CBN composites, with different amounts of TiO₂ doping, were prepared by conventional sintering and high magnetic field sintering processes. Mechanical properties, cross-sectional morphology, refractoriness, fluidity and structural characterization have been carried out to understand the role of TiO₂ addition and sintering conditions. Results show that TiO₂ addition significantly affected bending strength, refractoriness and fluidity of vitrified bonds. In addition, high magnetic field sintering improved bending strength and the microstructure of vitrified bond CBN composites. Due to high magnetic field sintering, CBN grains were completely covered by vitrified bond and exhibited fewer pores. In addition, high magnetic field promoted the growth of specific grains, such as SiO₂, whereas suppressed grain growth of other crystal phases, such as NaAlSi₃O₈.     

Synthesis of graphene crystals from solid waste plastic by chemical vapor deposition

Here, we report the synthesis of high quality single crystal graphene on polycrystalline Cu foil using solid waste plastic as carbon source in an ambient pressure (AP) chemical vapor deposition (CVD) process. Gas chromatography analysis shows that the waste plastic is rich in polyethylene and polystyrene based polymer components. The growth of individual crystal strongly influenced by the injection rate of decomposed polymeric components generated during pyrolysis of waste plastic. Synthesis of large hexagonal and round shape single crystal graphene are achieved with a controlled rate of pyrolysis for the waste plastic. Raman studies confirm high quality of the graphene crystals independent of hexagonal and round shapes. Again, nucleation of bilayer or few-layer graphene crystals are observed with a higher injection rate of decomposed polymeric components. The evolution of hexagonal graphene crystals synthesized by AP-CVD process from waste plastic can be significant to obtain large single crystal graphene and stacked bi-layer structure. Our findings shows that solid waste plastic can be directly use as a feedstock for high quality graphene growth and thereby converting to a significantly value added product.