合成金刚石压机可控硅加热系统的控制方法

本文通过作者消化吸收国外先进技术的多年实践和理论论证，深入叙述了合成金刚石压机可控硅加热控制技术的要点，比较了几种控制方法的优劣，推荐了程序控制的方法。     

匹配金刚石合成腔内轴向温度与压力的方法

本文对金刚石合成腔内轴向温度与压力的匹配问题的产生原因、带来的影响、解决办法和配套措施等作了比较深入的探讨。从而为解决这个老大难问题，提高人造金刚石合成效果开拓了一条新思路。     

加热方式对合成金刚石的影响

本文对合成金刚石的直接加热和间接加热方式进行了对比研究,并阐述了其腔体结构特点及加热原理.实验表明:在合成柱成分、配比、尺寸相同情况下,与直接加热方式相比,间接加热方式合成金刚石粒度相对较粗,产量有所提高,合成柱四周均匀加热,温度场更加均匀,耗电量大幅下降,约为直接加热方式的三分之一,但间接加热方式有合成压力相对较高,组装较复杂等缺点.     

二次暂停分段加压金刚石合成工艺探讨

分析了一次暂停分段加压工艺合成金刚石存在的不足，提出了二次暂停分段加压的金刚石合成工艺。该工艺的特点是第二次压力暂停点靠近石墨－金刚石相平衡线但已进入金刚石相，暂停时间为１５～３０ｓ，保压压力略高于第二次暂停压力，使金铡石在优晶区成核、在富晶区生长。实验证明，该工艺可以获得优质高产的金刚石。     

冲击合成金刚石中的纳米级多晶结构

冲击合成的金刚石微粉中存在一种晶粒沿一定方向排列的纳米级织构组织。织构晶粒的尺寸厚度为5～10nm,长度20～50nm。这种织构通常是立方和六方金刚石的共生晶体。     

锥球形金刚石强化柱齿的研制

本文介绍了采用国产六面顶压机研制锥球形金刚石强化柱齿的情况，并对样品进行了耐磨性，抗冲击性，热稳性测试及显微结构分析，该产品应用于单牙轮钻头在油田的使用情况可提高钻头总进尺20％以上。     

纳米金刚石微粉作为静压法合成金刚石晶种的探讨

本文报道了添加纳米金刚石粉（ＮＤＰ）碳惩的静液压合成金刚石初步试验。结果表明,ＮＤＰ作为晶种可提高石墨相变为金刚石的得量,并提高产物中金刚石粗晶粒的比例。     

六面顶压机功率、温度压力自动控制系统

本文开发的超高压油泵、多级节流阀与嵌入式微控制器组成的控制系统,提高了六面顶压机的压力、功率、温度控制精度及自动化程度。     

高品级工业金刚石的亚稳区合成

本文以SPD6×1200型六面顶压机为金刚石的合成设备,采用升压至成核压力,成核后再降压到金刚石的亚稳区的特殊工艺进行金刚石的合成。在高温高压条件下合成出了晶体形貌完好的优质金刚石单晶。sEM结果表明：与传统工艺合成的金刚石相比较,亚稳区内合成的金刚石晶体的缺陷明显变少,表面平滑度增强。还将亚稳区内合成的金刚石与传统工艺合成的金刚石的粒度值进行了比较,在相同生长时间下,亚稳区内合成的金刚石粒度明显小于传统工艺合成的金刚石,即亚稳区内金刚石的生长速度变慢。最后,本文还对特殊工艺与传统工艺下金刚石生长的区别机理进行了分析讨论。     

优质六面体金刚石大单晶的合成及应用

利用高温高压温度梯度法,在合理调整组装方式、生产工艺的基础上,分别采用片状和环状碳源对合成优质六面体金刚石大单晶的尺寸、重量和生长速度进行了对比和分析。采用环状碳源33 h内合成晶体的尺寸可高达5.4 mm,生长速度高达12.6mg/h,重量高达2.08 carat,如此快的生长速度足可以满足六面体金刚石大单晶的产业化生产,进一步推动了国内人工合成金刚石的进程和发展。同时,六面体金刚石大单晶可作为CVD法合成单晶金刚石的基板和单晶金刚石刀具的首选材料。     

SYCM-XB系列合成金刚石薄片触媒及其金刚石合成工艺

SYCM—XB系列薄片触媒及合成金刚石工艺是三一新材料公司自主研发的厚度在0．08—0．02mm的新型触媒及其工艺。触媒片变薄以后,其表面组织结构的变化增大了触媒熔剂与碳源之间的互熔互渗面积,改善了传压效果,非常有利于金刚石的均匀成核与慢速生长。该工艺是在六面顶液压机上实现的,通过配以非常规的合成块组装工艺和独创的合成工艺曲线,已成功生产出了单产提高25％,高强比提高15％左右,RVD比率降低15％左右,单块电能消耗减少0．4～0．5kWh,万克拉顶锤消耗不超过0．5kg,Ti值80％左右,TTi值70％左右的高品位金刚石。     

基于模糊控制的六面顶压机压力控制系统建模与仿真

文章将先进的电液比例控制技术与计算机控制技术相结合,对六面顶金刚石压机压力控制系统进行了设计,建立了该压力控制的数学模型.运用常规PID控制器的设计方法,设计出了模糊自适应PID控制器.并在MATLAB环境下进行仿真实验,结果表明,采用该控制算法,系统的调节时间缩短,响应速度加快,适应能力和鲁棒性得到提高,系统具有更好的动态特性和稳定性,有效减少了压力的波动.     

新型人造金刚石粉末合成块破碎机的研究开发

本文介绍一种新研制成功的新型高效破碎机的机械构造、工作原理、性能特点及其在除杂提纯工艺中的使用效果。为了避免物料在破碎腔内出现打滑并保护金刚石单晶在破碎过程中不受到损害，采取了如下措施：其一是将固定破碎板和可动破碎板组成的破碎腔体的形状设计成适合的较小角度，以便减少物料沿破碎板向上滑动的分力，保证物料以近似挤压的方式破碎；其二是在两破碎板上采用特别防滑表面结构，增加工作时的摩擦力，避免出现打滑，结果表明，破碎过程对金刚石单晶保护好，即使将全部合成块物料直接破碎到3毫米以下，金刚石受损部分仅有0．3％该机特别适用于人造金刚石工业生产中对粉末合成块提纯前的高效预先碎解。     

添加剂铜对铁基触媒合成金刚石的影响

以铁、镍单质金属粉和适量的电解铜粉为原料,采用粉末冶金方法制备规格为φ15×0.5 mm的片状铁基触媒,在六面顶压机上高温高压合成金刚石单晶.通过分析金刚石的产量、形貌、粒度与晶形分布、静压强度、冲击韧性、磁化率以及热稳定性等,探讨添加剂铜对铁基触媒合成金刚石的影响.实验发现,在铁基触媒中添加适量的铜粉可以有效地控制金刚石的成核数量和生长速率,使得粒度增粗,晶体完整度增加,杂质与包裹体的数量减少,纯净度提高.相应的,金刚石的主要性能指标均高于普通金刚石,超过SMD25锯片级金刚石性能要求.