纳米金刚石-陶瓷结合剂复合粉体的高分子网络凝胶法制备与烧结

采用高分子网络凝胶(P-G)法制备了纳米金刚石-陶瓷结合剂的复合粉体,通过压制成型,低温烧结,获得了纳米金刚石-陶瓷结合剂的复合烧结块体试样;同时与采用高温熔融法制备的陶瓷结合剂,再加入纳米金刚石机械混合后烧结制备的复合烧结块体试样进行对比.通过X射线衍射分析了试样的物相构成,借助场发射扫描电镜对试样断口进行了显微形貌观察,采用三点弯曲法测试了试样的抗折强度,利用阿基米德原理测试了试样的密度和气孔率.结果表明,采用高分子网络凝胶法可以获得纳米金刚石均匀分散的纳米金刚石-陶瓷复合粉体,经过800℃/2h烧结后试样的抗折强度为60.41 MPa,密度为1.81 g/cm3,气孔率为15.67％;而采用高温熔融法+纳米金刚石的工艺获得的纳米金刚石-陶瓷结合剂烧结后试样,其抗折强度、密度和气孔率分别为46.48 MPa、2.23 g/cm3和11.75％,其显微结构中可见明显的纳米金刚石团聚体.高分子网络凝胶法可以成为超精磨削用纳米金刚石-陶瓷磨具制备的新方法.     

纳米金刚石-陶瓷结合剂复合粉体的高分子网络凝胶法制备与烧结

采用高分子网络凝胶(P-G)法制备了纳米金刚石-陶瓷结合剂的复合粉体, 通过压制成型, 低温烧结, 获得了纳米金刚石-陶瓷结合剂的复合烧结块体试样; 同时与采用高温熔融法制备的陶瓷结合剂, 再加入纳米金刚石机械混合后烧结制备的复合烧结块体试样进行对比。通过X射线衍射分析了试样的物相构成, 借助场发射扫描电镜对试样断口进行了显微形貌观察, 采用三点弯曲法测试了试样的抗折强度, 利用阿基米德原理测试了试样的密度和气孔率。结果表明, 采用高分子网络凝胶法可以获得纳米金刚石均匀分散的纳米金刚石-陶瓷复合粉体, 经过800 ℃/2h烧结后试样的抗折强度为60.41 MPa, 密度为1.81 g/cm³, 气孔率为15.67%; 而采用高温熔融法+纳米金刚石的工艺获得的纳米金刚石-陶瓷结合剂烧结后试样, 其抗折强度、 密度和气孔率分别为46.48 MPa、 2.23 g/cm³和11.75%, 其显微结构中可见明显的纳米金刚石团聚体。高分子网络凝胶法可以成为超精磨削用纳米金刚石-陶瓷磨具制备的新方法。     

铁族金属对金刚石磨具陶瓷结合剂性能的影响

采用粉末冶金技术制备了铁族金属(Ni、 Co、 Fe)掺杂的R₂O-B₂O₃-Al₂O₃-SiO₂系陶瓷结合剂。研究了添加不同铁族金属对R₂O-B₂O₃-Al₂O₃-SiO₂系陶瓷结合剂耐火度、 流动性、 微观结构、 氧化性能以及抗折强度的影响。结果表明: 结合剂耐火度随着金属Co粉添加量的增加而升高, 在Fe粉的添加量小于20%(质量分数, 下同)时结合剂耐火度有明显的降低趋势, Ni粉的加入对陶瓷结合剂耐火度影响不大; 在空气气氛下750℃烧结时, 所添加的金属粉均有部分发生氧化, 氧化程度为Fe>Co>Ni; 添加金属粉后结合剂抗折强度均有不同程度的提高, 其中添加25%Co的结合剂强度最高, 达到75.42 MPa, 所添加的金属颗粒与陶瓷结合剂结合紧密程度为Co>Ni>Fe。     

铝基结合剂金刚石制品的组织观察

为研究Ti、Ni、Co对铝基结合剂性能的影响及结合剂对金刚石包裹情况,用热压烧结的方法制备了金刚石磨轮,采用扫描电镜研究了磨轮的断口形貌、结合剂与金刚石的界面结合以及元素的分布情况.研究表明:Al-Sn-Ti-Ni-Co是较好的结合剂体系,300℃烧结断口平坦,金刚石颗粒局部黏附有结合剂;Ti、Ni在结合剂中偏聚或形成独立相,可降低结合剂的塑性,改善结合剂的可磨削性;Co在结合剂中总体上分布均匀,有利于提高结合剂对金刚石的把持力.Al-Sn-Ti-Ni-Co结合剂对金刚石包裹较好,Ti、Ni、Co起到了改善结合剂性能的作用.     

Ni对金刚石磨具陶瓷结合剂性能的影响

采用粉末冶金法制备了不同Ni含量的金刚石磨具陶瓷结合剂.通过SEM、EDS、XRD、TG-DSC、三点弯曲等分析方法对含Ni陶瓷结合剂的微观结构、结合界面、氧化性能以及抗折强度等性能进行分析,同时研究了含Ni陶瓷结合剂对金刚石润湿性的影响.结果表明,在实验范围内,Ni的加入对陶瓷结合剂耐火度及流动性影响不大,但降低了结合剂的烧成收缩;750℃烧成时,Ni与陶瓷结合剂界面结合紧密,界面形成合金化结合,提高了结合强度,抗折强度随着Ni的加入量先升高后降低,当Ni含量为15％(质量分数,下同)时达到最大值62.8MPa,较基础陶瓷结合剂提高了19.41％;Ni的加入能够改善高温状态下陶瓷结合剂对金刚     

热压烧结工艺对金刚石陶瓷磨边轮胎体性能的影响

本工作研究了分段式和抛物线式两种通用热压烧结工艺对金刚石陶瓷磨边轮胎体性能的影响。结果表明,分段式热压烧结工艺制备的胎体密度和硬度高于抛物线式热压烧结工艺制备的胎体,但采用后者工艺制备的胎体强度较前者工艺提高约12%。采用分段式工艺烧结过程中镍、锰、锡与铜形成固溶体,并与骨架相的铁元素互扩散,在胎体中生成枝状富铁相,提高了胎体的合金化程度和致密度,胎体断口较平整,存在解理断裂和沿晶断裂。抛物线式热压烧结工艺胎体中生成较多铜基固溶体,少量铜和镍、锰扩散进入片状富铁相中,通过固溶强化和弥散强化作用提高了胎体强度,胎体断口呈粗糙剥离态。     

陶瓷结合立方氮化硼磨削工具材料制备研究

陶瓷结合立方氮化硼(CBN)磨削工具是一类用于磨削加工的新型陶瓷/玻璃复合材料。本文作者从复合材料制备理论角度探讨了这类材料的制备原则,并进行了试验研究。研究结果表明:CBN磨具的烧成温度以低于800℃为宜;陶瓷结合剂与CBN磨料的热膨胀系数匹配性对磨具强度有较大影响,具有较小热膨胀系数和较高强度的C₁结合剂较适合CBN磨具制备。在一定温度范围内,适当提高烧结温度,有利于提高陶瓷结合剂桥相本身强度及结合剂与CBN磨料颗粒的结合强度。     

钛酸钡铁电陶瓷和薄膜的溶胶凝胶法制备及表征

本文通过对近年来有关利用溶胶凝胶法制备钛酸钡陶瓷材料研究的总结，对制造钛酸钡陶瓷和薄膜的原材料以及工艺过程给予了比较详细地分析和总结，并讨论了有关钛酸钡陶瓷和薄膜的表征问题。     

喷雾干燥法制备石榴状嵌套结构MoS2

将硫代钼酸盐溶液用喷雾干燥法获得前驱体,通过分解前驱体制备了嵌套结构MoS2.前驱体在650℃下分解5小时获得的MoS2颗粒,具有石榴状球形结构,且内部嵌套有较小的多面体.本文结合已有报道讨论了它的形成和生长机制.     

溶胶-凝胶模板法制备BaTiO3纳米点阵列及表征

通过结合溶胶-凝胶工艺和氧化铝模板制备了BaTiO3纳米点阵列.用XRD和原子力显微镜对其进行了成分和形貌分析.结果表明,通过改变基板温度,可以得到颗粒尺寸大小及分布在一定范围内变化的BaTiO3纳米点阵列,在基板温度为室温至80℃的条件下,制得的纳米点阵列颗粒尺寸为10～300nm,颗粒间距为70～900nm.与其他方法相比,此方法不需要昂贵的设备,且对基板没有特殊要求,还可以非常方便地用于其他多元氧化物纳米点阵列的制备.     

New Vitrified Bond Diamond Grinding Wheel for Grinding the Cylinder of Polycrystalline Diamond Compacts

In this work, a kind of new vitrified bond based on Li2O-Al2O3-SiO2 glass ceramics was used to bond the diamond grains, which is made into grinding wheel and the cylindrical grinding process of polycrystalline diamond compacts （PDCs） by using the new vitrified bond diamond grinding wheel was discussed. Several factors which influence the properties of grinding wheel such as amount of vitrified bond and the kinds and amount of stuff in grinding wheel were also investigated. It was found that the new vitrified bond can firmly combine diamond grains, when there are only diamonds and vitrified bond in the structure of grinding wheel, the longevity of the grinding wheel is about 2.5-3 times as that of resin bond grinding wheel for processing PDCs. The grinding size precision of PDCs can be improved from 4-0.03 mm to 4-0.01 mm because of larger Young＇s modulus of vitrified bond than resin bond. The grinding time of a PDC product can be 1.75-2.0 min from 3.25-3.5 min, so this kind of grinding wheel can save much time for processing PDCs. Also, there is hardly noise when using this new vitrified bond diamond grinding wheel to process PDCs. The amount of vitrified bond in grinding wheel influences the longevity of grinding wheel. When the size of diamond grains is 90-107 μm, the optimal amount of vitrified bond in grinding wheel is 21% （wt pct）. When the amount of vitrified bond exceeds 21%, there are many pores in grinding block, which will decrease the longevity of grinding wheel. The existence of addition stuff such as Al2O3 or SiC can reduce the longevity of grinding wheel.     

氮离子注入法合成CNx膜的化学键表征

采用N离子注入金刚石膜和热解石墨方法合成了CNx膜,用Raman光谱和XPS谱对合成薄膜中C、N的化学键合状态进行了研究.通过与Raman光谱的比较,我们对合成样品XPS谱中N1s的化学键合状态作出如下归属:≈400.0 eV属于sp2 C-N键;≈398.5 eV则属于sp3 C-N键.结果显示:碳原子、氮原子间的化学键合状态,明显地依赖于衬底材料及注入N离子的能量.     

银基金刚石超细微粒复合镀层的制备及表征

研究了电镀工艺对银基金刚石超细微粒复合镀层微结构的影响。研究结果表明,金刚石的粒径越小,浓度越高,越有利于复合共沉积。研究结果给出了一组优化工艺,与常规镀银工艺接近。     

过程控制剂对机械球磨法制备壳聚糖微细粉体结构与性能的影响

分别以蒸馏水、无水乙醇为过程控制剂,采用机械球磨法制备壳聚糖微细粉体,研究过程控制剂的种类和添加量对其产率、粒径分布、微观形貌、黏均分子量、化学结构、结晶结构以及热性能的影响。结果表明:采用无水乙醇为过程控制剂效果最好,当乙醇用量为0.75mL/g时,壳聚糖粉体的产率最高,从25%提高到94.7%,而且得到的壳聚糖粉体的粒径分布集中,D50为824nm,D90为1629nm。采用乙醇为过程控制剂制备的壳聚糖微细粉体未发生衍生化反应,但是其黏均分子量下降了23%,结晶结构受到部分破坏,热稳性变差。     

溶胶喷雾造粒法制备球形刚玉磨料

以拟薄水铝石为前驱体,硝酸为胶溶剂,制备铝溶胶,并以凝胶时间为指标设计正交试验,研究体系胶溶过程及溶胶喷雾造粒法制备的球形刚玉磨料的性能。结果表明,对体系胶溶过程及其性能影响最大的是温度,其次是酸铝比(n(H~+)/n(AlOOH))与初始固含量,并确定铝溶胶最佳制备条件为:胶溶温度70℃,酸铝比0.07,初始固含量35%(质量分数)。与高温熔融法制得的刚玉磨料相比,溶胶喷雾造粒法所制备的刚玉磨料一次晶粒较细小,晶型完整,粒度分布均匀,且具有较好的球形度。将不同工艺制备的刚玉磨料配制成质量固含量为5%的抛光液对不锈钢工件进行抛光,结果表明,与高温熔融法相比,用溶胶喷雾造粒法所制备的刚玉磨料对不锈钢工件抛光后,工件表面的一致性较好,表面粗糙度为0.045μm,降低了76.6%。     

含有氢键的聚酰亚胺薄膜的制备和性能表征

以对硝基苯甲酸为原料,通过酰氯化、酰化、还原反应成功合成了4,4’-二氨基苯酰替苯胺(DBN),DBN分别和3,3’,4,4’-联苯四酸二酐(BPDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)通过两步法缩聚制备出聚酰亚胺薄膜,用红外(FT-IR),差示扫描量热仪(DSC)和热重分析(TGA),拉伸测试表征其结构和性能,结果表明,成功合成了含有酰胺键的聚酰亚胺薄膜,并且酰胺键的N-H分别和酰亚胺环中的C-N和C=O形成了氢键。将其与4,4’-二氨基二苯醚(ODA)聚酰亚胺薄膜相比,对应二酐(BPDA和PMDA)分别和DBN制备的聚酰亚胺薄膜表现出了优异的热性能和耐溶剂性,尤其是拉伸强度有了显著的提高。