cBN-Ti-B-Al-SiC系在高温高压下的烧结

文章通过采用细cBN颗粒,以Ti-B-Al-SiC系粘接剂在高温高压下烧结PcBN复合片,通过扫描电子显微镜、XRD以及微观显微硬度分析,并与cBN-TiN-Al系烧结的PcBN复合片相对比。分析发现:Ti-B-Al-SiC系粘接剂合成的PcBN复合片cBN-cBN键合多,显微硬度高于用TiN-Al系粘接剂合成的PcBN复合片,而且通过XRD分析发现产生了新相:TiN、TiB2、AlB2、BCo、Ti5Si3,并且没有发现原材料SiC的存在,这可能是由于在高温高压下SiC被分解。采用细cBN颗粒,以Ti-B-Al-SiC系粘接剂合成的PcBN复合片显微硬度高,但相对比较脆,主要是由于生成过多高硬度的TiB2,同时添加单质硼能够与Ti和Al反应,抑制了cBN的分解。     

共价键化合物陶瓷结合剂对干切削PcBN刀具复合材料的影响

针对传统PcBN刀具材料由于结合剂的原因,存在整体热稳定性、抗磨损性偏低等问题,文章采用非化学计量比TiN_(0.3)、TiN_(0.3)+AlN及cBN表面镀钛等方法,研究了这些方法对结合剂与cBN界面结合的影响,讨论了界面形成的物相对PcBN性能的影响;文中采用SEM对样品的抛光表面和断口进行观察,利用EDS分析界面处的元素分布,利用XRD分析了样品的相组成;采用阿基米德排水法测量样品的密度,维氏硬度计测量样品的维氏硬度。利用高精密数控车床对PcBN刀具的切削性能进行了测试。结果证明:TiN_(0.3)与cBN复合后的界面通过中间相TiB_2相结合,AlN的加入促进了TiB_2的生成,并改善了TiN_(0.3)与cBN热膨胀系数的失配。cBN表面镀Ti后实现了界面成分的过渡,加入AlN后界面出现了Al元素的聚集。采用TiN_(0.3)作为结合剂主相,在结合相中添加其它强共价键类金属碳化物或氮化物,通过对原料成分与合成条件的控制,烧结后获得了无低熔点或低硬度相致密的PcBN烧结体。PcBN烧结体具有高硬度,高强度,优异的耐高温性和耐磨损性。通过以TiN_(0.3)作为结合剂主相与cBN的结合,成功制备了系列PcBN刀具材料,均被用来对淬火钢等硬质钢进行高速、高精度和高效切削,使以往主要采用磨削加工的难加工材料实现了切削加工。     

蒙脱土在部分聚合物及其合金中的剥离和分布特性

通过广角X射线衍射(WAXD)和透射电镜(TEM)研究有机蒙脱土(OMMT)在PVC、ABS、PA1212基体和PVC/ABS/OMMT、PVC/PA1212/OMMT纳米复合体系中的剥离程度和分布情况.结果表明:OMMT以剥离的形式分散在PVC、PA1212基体中,分布比较均匀;以部分剥离插层结构呈粗大的团聚体形式分散在ABS基体中,且分布不均衡;OMMT在聚合物合金中的分布存在选择性,在PVC/ABS/OMMT纳米复合体系中,OMMT从分散相ABS迁移至两相界面和基体相PVC,最终选择性分布在基体相PVC和两相界面,在分散相ABS中只有很少的分布;在PVC/PA1212/OMMT纳米复合体系中,OMMT选择性分布在分散相PA1212中,在基体相PVC中,几乎看不到OMMT片层.     

合成压力对PcBN复合片的质量影响研究

PcBN复合片脱层等问题是合成过程中的常见问题,文章采用C扫描设备对复合片脱层的过程进行了研究。虽然影响复合片质量的因素很多,但复合片脱层会导致复合片性能下降,文章主要比较了不同合成压力对PcBN复合片质量——特别是内部结合质量的影响。对复合片脱层的原因进行了分析,认为实质上是不同材质结合后存在残余应力,释放的应力过大会导致脱层现象,匹配好工艺压力利于复合片质量稳定,对复合片生产有一定指导意义。     

B_6O超硬复合材料的高压烧结

在高温高压(3～5GPa,1500～1900K)下通过"一步法"合成了纳米结构B6O超硬复合材料,对合成样品的物理化学性能、微观结构、相组成进行检测。复合材料平均硬度在32GPa,跟立方氮化硼复合片(PcBN)硬度相当。文章对复合材料内部残余应力及断裂韧性进行了分析。对抛光的样品进行了X射线衍射和扫描电镜、透射电镜分析。结果表明在此条件下合成的样品具有较好的烧结特性。     

稀土氧化物对原位合成PcBN复合材料性能及显微结构的影响

将cBN、Al、Ti微粉添加不同稀土氧化物进行混料,采用高温(1400℃)、高压(5.5GPa)原位合成聚晶立方氮化硼(PcBN)复合材料。通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)研究了添加Y2O3、Gd2O3、Nd2O3对PcBN复合材料物相和显微结构的影响,测试并分析了不同稀土氧化物对该体系中各试样相对密度和力学性能的影响。结果表明:添加稀土氧化物可以提高样品的致密度和显微硬度,其中添加Gd2O3比添加Y2O3和Nd2O3更有利于促进TiB2棒晶的形成,获得综合力学性能最佳的PcBN,其显微硬度为33.21GPa、抗弯强度为885.42MPa。     

混料工艺对PcBN复合片性能的影响

以cBN、TiN、Al、Al₂O₃为实验原料,在六面顶压机上合成了PcBN(聚晶立方氮化硼)复合片刀具材料。研究了混料时间、混料方式对PcBN复合片性能的影响,以期能有效解决PcBN超硬刀具材料性能稳定性差和均匀性差等问题,从而保证产品质量的一致性和可靠性。通过对PcBN复合片力学性能以及切削性能的分析可知,当混料时间为2 h且选择不锈钢罐为球磨罐时,得到的PcBN复合片的性能最佳。     

厚度对钇掺杂氧化铪薄膜性质的影响

通过中频磁控溅射在p型(100)硅基片上沉积了不同厚度的Y掺杂Hf O_2(Y∶HfO2)薄膜。利用X射线光电子能谱(XPS)分析薄膜的Y掺杂浓度及元素结合状态。掠入射X射线衍射(GIXRD)分析表明,3.25 mol.%的Y掺杂HfO_2薄膜相结构为立方相。利用X射线反射率(XRR)测量得到了不同溅射时间的薄膜厚度、密度和粗糙度。电性能测试表明,Y掺杂HfO_2薄膜基电容器介电常数随膜厚的增大而增大。基于界面层分压原理,详细讨论了SiO_2界面层对薄膜介电特性的影响。     

CdS-K2Ti4–xPbxO9复合物的制备及其光催化制氢

采用高温固相法合成铅掺杂的K2Ti4–xPbxO9,微波辅助通过酸交换、胺柱撑、离子交换等步骤制备了硫化镉(CdS)插层的K2Ti4–xPbxO9(CdS-K2Ti4–xPbxO9)复合光催化剂。催化剂的结构利用X射线粉末衍射、紫外–可见漫反射吸收光谱和X射线光电子能谱等进行表征。考察了CdS-K2Ti4–xPbxO9在紫外光及可见光下催化制氢活性。催化剂的可见光吸收范围在Pb掺杂和CdS插层共同作用下得到了扩展,光催化活性也随之提高。催化剂在紫外光和可见光下3h产氢量分别为150.43mmol/(g cat)和2.43mmol/(g cat)。最后对光催化机理进行了分析。     

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。     

Ti／TiN多层膜显微结构的研究

用透射电镜研究了Ti/TiN多层膜的显微形貌,并用X射线衍射与透射电镜的微束电子衍射相结合的方法获得多层膜的晶体结构、相组成及其空间分布的信息。证明了Ti/TiN多层膜有明显的分层结构,在每对相邻的Ti层和TiN层之间,均存在Ti_2N界面过渡层,在膜基界面处存在FeTi过渡层。多层膜的晶粒呈纤维状,其尺寸随单层厚度的降低而减小,此即多层膜的晶粒细化效应,它伴随着膜层硬度的增加。     

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。     

大直径PcBN复合片的合成及性能表征

采用纳米金属结合剂PcBN复合片制备技术,在六面顶压机上合成出直径为Φ55mm的PcBN复合片。经性能测试,磨耗比5425,维氏硬度5980HV,cBN层抗弯强度516.6MPa,经超声波微成像分析,样品无分层、裂纹、夹杂、cBN厚度不均等缺陷,制成刀具后,在切削轴承钢Gr15时,样品与国外同类产品性能相当。     

BaTi_4O_9(f)/0.64BaTi_4O_9-0.36BaPr_2Ti_4O_(12)复合陶瓷的介电性研究

借助X射线衍射技术 (XRD) ,低频阻抗法 ,X射线光电子能谱 (XPS)等手段对BaTi4O9(f) /0 .6 4BaTi4O9-0 .36BaPr2 Ti4O1 2 复合陶瓷新材料的相组成、介电性能和样品中Ti元素的价态变化进行了研究 .研究结果表明 :该复合陶瓷新材料只由BaTi4O9和BaPr2 Ti4O1 2 两相组成 .加入BaTi4O9纤维后 ,复合陶瓷材料中Ti3 + 离子和Ti2 + 离子的含量降低 ,氧元素的含量提高 ,并对该材料体系的介电性有明显的改善作用 ,其中含 10 %BaTi4O9纤维的BPT10试样的性能最佳 ,其εr=6 4,tgδ =1× 10 - 4 (1MHz) .     

陶瓷-硬质合金复合刀片材料的力学性能与界面结构

采用热压烧结工艺制备了刀具用陶瓷－硬质合金复合片．复合片上层为具有一定厚度的Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２陶瓷材料,下层为ＷＣ／Ｃｏ硬质合金．结果表明：复合片综合了陶瓷材料的高硬度和硬质合金的高强度,其性能介于陶瓷材料和硬质合金之间．Ｘ射线衍射、电子探针和扫描电子显微镜分析表明：烧结过程中硬质合金和陶瓷材料中的元素在界面相互扩散,并有新相形成,增加了界面结合强度,其界面为化合物型和扩散型的混合．     

多孔双相钙磷钛合金微弧氧化膜层的制备及生物相容性

为克服钛合金生物膜层单一相的缺陷,以Ti6A14V合金为基体,用微弧氧化法制得具有双相钙磷复合陶瓷膜层(BCP)的钛合金器件.通过控制工作液成分制得由不同比例的β-磷酸三钙(β-TCP)和羟基磷灰石(HA)组成的多孔性复合膜层.研究了电源占空比对BCP膜孔隙率和孔径大小的影响.采用能谱仪和X射线衍射仪分析了BCP膜层的...     

BaTi4O9（f）／0.64BaTi4O9—0.36BaPr2Ti4O12复合陶瓷的介电性研究

借助X射线衍射技术（XRD）,低频阻抗法,X射线光电子能谱（XPS）等手段对BaTi4O9(f)/0.64BaTi4O9-0.36PaPr2Ti4O12复合陶瓷新材料的相组成、介电性能和样品中Ti元素的价态变化进行了研究,研究结果表明：该复合陶瓷新材料只由BaTi4O9和BaPr2Ti4O12两相组成,加入BaTi4O9纤维后,复合陶瓷材料中Ti^3 离子和Ti^2 郭子的含理降低,氧元素的含量提高,并对该材料体系的介电性有明显的改善作用,其中含10?Ti4O9纤维的BPT10试样的性能最佳,其εr=64,tgδ=α10^-4(1MHz)。     

不同结构聚苯乙烯/蒙脱土复合材料的熔体流动行为研究

分别将聚苯乙烯树脂(PS)与钠基蒙脱土(Na-MMT)和有机化蒙脱土(OMMT)通过熔融复合制备纳米黏土改性的复合材料。通过X射线衍射(XRD)对复合材料的微观结构进行了分析,采用HAAKE流变仪和熔体流动速率仪研究了复合材料的熔体流动行为。结果表明,Na-MMT在与PS熔融复合前后,其片层间距没有发生变化,PS分子链没有插入蒙脱土片层之间,所形成的是一种填充型复合材料。OMMT在熔融复合后,片层间距显著增大,与PS分子链形成了插层复合结构。蒙脱土含量相同时,PS/Na-MMT复合体系的熔体流动性能比PS/OMMT体系更好。研究认为,熔融复合过程中PS分子链的断链和2种复合材料结构上的差异是影响2种材料流动性能的主要因素。     

聚晶立方氮化硼材料国内外研究现状与进展

由于PcBN材料优异的性能,使PcBN刀具在制造加工行业有着独特的优势。目前PcBN复合片主流的制备方法为高温高压一次烧结法。按照结合剂种类,PcBN材料分为金属型、陶瓷型和金属+陶瓷型。金属+陶瓷型PcBN综合了金属型和陶瓷型的性能优点,被广泛的研究。PcBN的结合剂也由单一体系发展为现在的多元化体系,并涌现出一些新型结合剂,结合剂材料也成为PcBN材料性能优劣的关键因素。文章介绍了PcBN的分类,概述了PcBN材料的优异性能和应用,最后对PcBN材料的国内外研究现状与进展进行了阐述,为后面的研究者提供了一些经验。     

烧结温度对合成PCBN复合片性能的影响

将立方氮化硼微粉和Ti、AlN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,利用X射线衍射和扫描电子显微镜对试样的物相组成和显微结构进行分析,研究了烧结温度对PCBN的力学性能、显微结构以及切削性能的影响。研究表明:在超高压5.5 GPa,高温1400～1550℃之间,PCBN复合片中的物相由BN、AlN、TiN、TiB2和W组成;PCBN中的cBN颗粒通过反应生成的物相彼此连接;PCBN的力学性能和切削性能随烧结温度的升高增强。