双阴极等离子溅射沉积TiC薄膜对金刚石工具性能的影响*

采用双阴极等离子溅射沉积方法对金刚石颗粒表面进行镀TiC处理。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)进行形貌和物相分析。使用金刚石单颗粒静压强度测定仪和人造金刚石冲击强度测定仪检测金刚石的静压强度和冲击韧性。以相同型号和粒度的普通金刚石颗粒为对比样品,讨论了镀TiC处理对金刚石工具的影响。结果表明,金刚石表面形成了一层均匀且致密的TiC薄膜,该薄膜以柱状方式沿垂直于金刚石表面方向生长。在镀层的保护下,金刚石的单颗粒强度和冲击韧性得到了提高。由于镀层改善了金刚石对胎料的润湿性,金刚石工具的冲击强度和抗弯强度也得到了提高。     

Cr镀层对金刚石/铝硼硅玻璃复合材料中金刚石氧化反应的抑制研究

为研究在镀铬金刚石/铝硼硅玻璃复合材料中Cr镀层对金刚石氧化反应的抑制作用,将不同镀层厚度的镀铬金刚石和铝硼硅玻璃在相同工艺下烧制成试样,检测试样的体积膨胀率和抗折强度,观察其断面形貌;同时分析烧结后金刚石单颗粒抗压强度和金刚石-结合剂界面的成分。结果表明：Cr镀层具有消耗和隔绝氧元素的双重保护作用,能有效抑制金刚石的氧化。同时,镀层厚度对金刚石氧化反应影响显著：镀层太薄,不能在高温烧结过程中持续保护金刚石;镀层太厚,会由于应力匹配问题产生裂纹或成片剥落,使金刚石暴露在有氧环境中,反而失去保护作用。对于粒度号为140/170的金刚石,最佳镀层厚度为1.58μm。     

热处理对金刚石颗粒表面钛包覆层组织与性能的影响

采用真空蒸发镀方法对金刚石颗粒表面进行镀钛处理,将镀钛金刚石分别在不同温度下进行真空热处理,用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射对金刚石颗粒的表面形貌、成分及其物相等进行分析,并采用金刚石单颗粒静压强度测定仪对其进行强度测试。结果表明:金刚石在880℃时开始碳化;钛包覆层只和碳化的金刚石发生界面反应,在880℃热处理温度下TiC先以点状形式析出,随着时间的延长,逐渐长大成雪花状,热处理温度为920℃时,镀层逐渐被氧化成TiO;TiC包覆层能够提高金刚石颗粒的热稳定性和静压强度,相对普通金刚石而言静压强度提高了14%。     

金刚石颗粒强化银基复合镀层

在制备银基金刚石颗粒复合镀层的基础上 ,研究了复合镀层的力学性能和电接触性能 ,以及电镀工艺对镀层结构的影响。结果表明 ,金刚石粉末能够提高银镀层的硬度 ,降低其电磨损率 ,从而提高电触头的寿命及耐大电流的能力。金刚石粒径越小、浓度越高 (在一定的范围内 ) ,强化效果越好。影响复合镀层结构的因素有很多 ,各因素必须相互协调 ,才可得到与衬底结合牢固的、颗粒均匀分布的结晶致密的复合镀层。镀液中金刚石含量不很高时 ,其最优化工艺与常规镀银相仿 ,使用适量的分散剂并加以搅拌有利于金刚石粉末在镀层中的均匀分布。     

人造金刚石单颗粒抗压强度测试仪对比分析

抗压强度是人造金刚石质量的重要指标，本文采用传统单颗粒抗压强度测定仪和Dia Test—SI型单颗粒抗压强度自动测定仪对金刚石标样进行检测对比分析．对同一样品不同时期多次测试和同一样品不同厂家测试，结果表明：传统单颗粒抗压强度测定仪测定的最大强度平均值和最小强度平均值相差15．38％和34％；而Dia Test—SI型单颗粒抗压强度自动测定仪的测定结果差值为4．1％、5．3％；证明DiaTest—SI型单颗粒抗压强度自动测定仪在测试中受操作水平及客观条件的影响较小，测试结果的稳定性比较好，各厂家测试结果的可比性强。     

镀膜金刚石膜层的俄歇分析

镀膜金刚石在现代金刚石制品中的应用愈来愈重要,我们对镀铬和镀钛两种金刚石的镀层作了俄歇分析。结果表明:俄歇能较准确分析膜层元素原子数分数、膜层厚度;所用镀铬和镀钛金刚石,镀层中分别除碳、铬元素,碳、钛元素外,均含有氧元素,这是镀层表面氧化所致;所用镀铬和镀钛金刚石,相对稳定的镀层厚度分别约为25 nm,360 nm。XRD线谱分析,镀铬金刚石镀层由于太薄,未发现衍射相,镀钛金刚石镀层却有TiC为基的固溶体形成。     

金刚石的嵌入对其复合镀层的影响分析

金属-金刚石共沉积复合镀层,在不同应用领域(如提高耐磨性、自润滑性、切削性及弥散强化效果等)已得到广泛关注.详述了金刚石的嵌入对复合镀层的影响及其原因.试验发现,金刚石的嵌入恶化了复合镀层胎体的微观结构,使得胎体晶粒粗化、镀层和颗粒结合部出现间隙、镀层表面起伏不平并出现节瘤、沟谷及金刚石颗粒表面的过度包镶等现象.分析发现,以上现象是金刚石晶体内部金属包裹体的磁性,对运动的阳离子产生洛仑兹力作用,从而影响电沉积过程的结果.     

金刚石微粉表面镀覆对线锯的关键作用分析

在分析电镀金刚石线锯工艺流程的基础上,指出了金刚石上砂是电镀线锯最关键的工艺环节.探讨了各种上砂方法及特点,分析了镀覆金刚石微粉对上砂的作用.指出,采用与金刚石形成化合物结合的镀覆金刚石,如镀钛、镀钨、镀钼、镀铬和复合镀的金刚石,有利于高质量金刚石线锯的生产;避免了采用单一镍镀层产生“双极性”效应,导致镍涂层脱落的问题;具有上砂速度快,上砂容易的特点;镍镀层对镀覆金刚石颗粒迅速整体覆盖,镍镀层生长迅速,与镀覆金刚石结合牢固,出刃高;解决了无镀层金刚石以及单一镀镍金刚石与基体结合力差的问题.因此,镀覆金刚石为生产高质量金刚石线锯提供了有力的技术支持.     

电镀金刚石工具的改进研究

电镀金刚石工具中存在的把持力不足、颗粒脱落等问题,严重影响了工具的使用寿命和效率.文章综述了国内外近年来发展起来的改进电镀金刚石工具性能的方法,归纳成以下三大类:1、改进镀层胎体材料性能,提高镀层对金刚石的支撑和结合作用;2、通过提高金刚石与胎体的接触面积,消除金刚石与镀层之间的空隙;3、对金刚石颗粒表面处理,使金刚石与镀层间形成化学键结合.文中对各种方法进行了详细的描述,对一些有潜能的方法进行了推荐,以期读者对电镀金刚石工具的改进方法有一个全面系统的认识.     

CN2767145一种金刚石和钛和镍和银复合结构

一种金刚石和钛和镍和银复合结构。金刚石表面有一钛层；在所述的钛层上有一镍层，在所述的镍层的表层有一银层。本实用新型优点主要在于：这种金刚石界面与复合镀层有强力金属键结合的金刚石，可以提高金刚石与结合剂的结合强度和把持力；提高金刚石颗粒的颗粒强度；赋予表面镀层金刚石较高的导热性，对金刚石起隔离保护作用，使其在高温烧结和高温磨削发生氧化、石墨化、溶剂化或生成碳化物。具有Ti—Ni—Cu复合镀层的金刚石主要用于树脂结合剂的磨具，     

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。     

金刚石合成过程中的再结晶石墨与金刚石成核

本文采用通常金刚石合成用的石墨片，溶剂一触媒金属片交替叠装方式的试样，在4．5GPa、1450℃的条，牛下，分别经过90秒、150秒、240秒的预热处理，再升高压力到5．4GPa进行了金刚石合成实验。得到了随预热处理时回延长，金刚石产量降低，粒度增粗、成核数量减少的结果。通过晶体的溶解度与其粒径的关系，推出了再结晶石墨粒径与其溶解度及金刚石晶核溶解度的关系，解释了再结晶石墨对金刚石成核的影响。进一步指出在预热处理中可以通过控制再结晶石墨的生长，来达到控制金刚石核量的目的。     

金刚石表面镀Ti对金刚石制品性能的影响

用真空喷镀的方法，使金刚石表面镀上一层金属钛，然后再用粉末冶金方法制得金刚石的金属材料制品，结果表明，金刚石表面喷镀钛改善了其浸润性，并活化了金刚石表面，最终提高了金刚石金属材料制品的抗弯强度和耐磨性能，从而延长了制品的使用寿命。     

聚晶金刚石复合片

聚晶金刚石复合片采用金刚石微粉与硬质合金衬底在超高压高温条件下烧结而成。聚晶金刚石复合片既具有金刚石的高硬度、高耐磨性与导热性,又具有硬质合金的强度与抗冲击韧性,是制造切削刀具、钻井钻头及其他耐磨工具的理想材料,也是功能材料的新突破。     

CSD金刚石磨料的研制

用于制造树脂结合剂磨具的金刚石磨料，传统产品为单晶颗粒，大多数(70％以上)为针片状，表面光滑，与结合剂结合不牢，磨削过程中过早脱落，使用效果不理想。本文目的就是为了解决这一问题。本项目以粉状石墨为原料，以铁基合金粉末为触媒，对原料的成份和配比、合成块的组装结构、合成工艺参数及调控方式，进行了系统的试验研究，在六面顶压机上，研制出了一种金刚石磨料新产品——CSD(Crumb Structure Diamond)磨料。合成压力和电功率与合成单晶金刚石的工艺参数基本相同，而合成时间较短，不超过5min，石墨转化率达到80％左右。得到的新产品不是针片状单晶颗粒，而是团粒结构的颗粒，颗粒形状为等积形，表面粗糙，凹凸不平。经制作成砂轮使用证明，金刚石与结合剂结合牢固，在磨削过程中呈微刃破碎，自锐性好，磨削锋利，寿命比传统产品成倍提高。CSD磨料可作为RVD金刚石磨料的更新换代产品使用。     

金刚石表面涂覆玻璃涂层的研究

本文应用ＩＲ光谱和ＳＥＭ等技术，探讨了２０Ｎａ２Ｏ．１０ＺｎＯ．１０Ｂ２Ｏ３６０ＳｉＯ２玻璃与金刚石之间的作用。     

组合式金刚石锯片刀头

本文提出了同一种简便易行的金刚石锯片刀头制造方法。该方法将电铸和粉末冶金技术相“组合”，可以大幅度降低刀头制造成本，同时又使刀头具有优异的性能。     

Diamond Surface Modification to Enhance Interfacial Thermal Conductivity in Al/Diamond Composites

Diamond/metal composites are very attractive materials for electronics because their excellent thermal properties make them suitable for use as heat sink elements in multifunctional electronic packaging systems. To enlarge the potential applications of these composites, current efforts are mainly focused on investigating different ways to improve the contact between metal and diamond. In the present work, a theoretical study has been carried out to determine the differences between the interfacial thermal conductance of aluminum/diamond and aluminum/graphite interfaces. Additionally, diamond particles were surface modified with oxygen to observe how it affects the quality of the diamond surface. The characterization of the surface of diamonds has been performed using different surface analysis techniques, especially x-ray photoelectron spectroscopy and temperature-programmed desorption.     

不同湿度环境下镀钛金刚石烧结聚晶金刚石的摩擦学性能*

聚晶金刚石（Polycrystalline diamond, PCD）机具在钻探破岩与切削过程中服役于边界润滑环境，湿度条件是影响其摩擦磨损性能及切削钻进效率的重要因素。采用磁控溅射技术在金刚石微粉表面沉积厚度为~500 nm 的钛薄膜，并选用镀钛金刚石微粉为原料烧结聚晶金刚石（Ti-polycrystalline diamond, Ti-PCD）。研究了 Ti-PCD 在 5%~50%相对湿度（Relative humidity, RH）条件下对磨氮化硅的摩擦磨损性能，利用 SEM、XRD、AES 等表征镀钛金刚石微粉和 Ti-PCD 的微观组织、表面形貌及相结构。采用光学显微镜、白光三维形貌仪、拉曼光谱仪分析 Ti-PCD 和氮化硅球的磨损形貌。结果表明，Ti-PCD 中金刚石晶粒与粘结剂钴界面处形成碳化钛过渡层。在相对湿度为 5%~50% RH 条件下，氮化硅磨斑处的碳质转移膜是影响 Ti-PCD 稳态摩擦因数的主要原因。5% RH 干燥环境下，摩擦滑移过程中碳原子重杂化过程形成连续均匀的碳质转移膜，获得超低的稳态摩擦因数 0.034。Ti-PCD 表面相对较疏水，水分子钝化作用减弱，有助于形成具有减摩作用的碳质转移膜，致使湿度环境下的稳态摩擦因数比传统 PCD 降低~30%。Ti-PCD 磨损在 5%~50% RH 湿度范围内逐渐减轻。Ti-PCD 中的碳化钛相发挥结合桥作用，利用界面效应强化粘结剂钴和金刚石的界面结合，抑制摩擦滑移过程中的金刚石颗粒剥落，提高 Ti-PCD 的耐磨性。应用金刚石微粉表面涂层技术制备减摩 Ti-PCD，从界面结合和补强增韧方面强化金刚石与粘结剂钴的界面状态，对设计制造高效长寿钻探机具有重要的研究意义。