高品级CBN单晶的生长及合成研究

本文采用三元氮硼化物Ｍ３Ｂ２Ｎ４（Ｍ代表碱土金属）作触媒，通过加入ＶＢ族添加物改善ＣＢＮ生长的动力学条件，在５．０ＧＰａ１４００～１６００℃的压力，温度条件下得到了晶形规则，晶面较完整的ＣＢＮ晶体。讨论了压力，温度及熔体性能等地高品级ＣＢＮ单晶生长的影响。     

棕色高韧性立方氮化硼合成技术的研究

通过以原材料、触煤及高压合成系统工艺的研究,采用φ32－40mm腔体在新型复合触煤体系下合成出棕色立方氮化硼单晶。对所得立方氮化硼单晶体的性能考察表明：这种立方氮化硼晶体具有较高的冲击韧性。     

我国CBN单晶研制技术的进展

本文从原材料、触媒、合成机理、高温高压合成及研制水平等方面对我国静高压法ＣＢＮ单晶研制技术的进展进行了分析评述。     

常压合成立方氮化硼的探讨

在ｈＢＮ－Ｌｉ３－ＬｉＮＨ２体系中，于常压１１００－１２００Ｋ的温度条件下合成了出形貌与高温高压下合成的ｃＢＮ晶体相似的无色透明晶体。经检验，该晶体不是ＣＢＮ晶体。     

微波-熔盐热处理在CBN表面形成TiN类石墨烯晶体

用Ti和CBN粉体,通过微波-熔盐处理法在CBN表面反应生成氮化物材料,利用XRD、SEM和EDS对涂层的化学组成、相组成和微观结构进行分析和表征。结果表明:经过熔盐处理,在CBN表面形成TiN、Ti₂N、TiN_0.3和TiB₂组织。粗粒度的CBN表面形成的涂层厚度约2.8 μm,涂层表面有许多微小孔洞;当CBN较细时,CBN表面形成纳米花蕾状组织,花蕾状涂层组织由许多氮化钛纳米棒和片状组织构成。此外,CBN颗粒间还存在许多TiN类石墨烯晶体组织,厚度约40~90 nm。      

加工摩托车发动机连杆用CBN珩磨油石的研制

本文介绍了一种加上摩托车发动机连杆用的新型金属结合剂CBN珩磨油石,讨论了金属结合剂特性、CBN的品级、粒度、浓度以及制造工艺对使用性能的影响。使用表明,研制的CBN珩磨油石达到了日本进口同类产品水平。     

立方氮化硼合成块组装方法的研究

在立方氮化硼合成块的组装方式中，发热体的上下端应选用导电性能较好，保温性能良好的材料，增加上下底碳片的厚度和选用大尺寸的钢帽都可减少上下端的发热量，有利于避免烧锤。使用大尺寸钢帽是一种好的组装方式。     

Ti_3AlC_2陶瓷结合剂/立方氮化硼复合材料的自蔓延法制备及其组织结构

以Ti、Al、C粉、立方氮化硼磨料为原料,采用自蔓延高温合成法制备Ti3AlC2陶瓷结合剂立方氮化硼复合材料。研究Al的摩尔量、CBN浓度对复合材料制备的影响。通过XRD、SEM、EDS表征方法,对制备的复合材料进行物相及组织结构分析。研究结果表明:添加CBN浓度25%的3Ti/1.2Al/2C的试样,自蔓延反应生成的Ti3AlC2较多,且晶体发育良好。CBN参与Ti-Al-C体系的反应,在CBN表面与基体之间形成了硼化物、氮化物的过渡层,实现了磨料与结合剂的化学键合,提高了基体对磨料的把持力。     

不同品种立方氮化硼晶体的Raman光谱

利用Raman光谱仪研究了我公司用高温高压合成的不同品种立方氮化硼(CBN)晶体。结果表明不同品种CBN晶体的Raman光谱有明显差别,可分为以下几种类型:(1)典型的CBN拉曼光谱,只有两个对应CBNTo和Lo模的Raman峰,分别位于1055cm-1和1305cm-1左右;(2)除了CBN的特征峰外,在925cm-1、955cm-1和1245cm-1左右出现额外峰;(3)有CBNTo模的峰,但对应于Lo模的峰消失,在1286cm-1左右出现一个不对称的宽峰。另外在760cm-1、920cm-1和1015cm-1处出现多个额外峰。(4)在1286cm-1左右出现一个峰形不对称的宽峰,对应To模的峰有较大的位移,Raman光谱中有强烈的从低波数端到高波数端呈上升趋势的背底。本文对产生这些Raman峰的原因进行了分析探讨。     

Process diagnostics during the deposition of cubic boron nitride

Using spatially resolved optical emission spectroscopy and Langmuir double probe technique, the magnetron deposition process of cubic boron nitride thin films has been investigated. The ion current to the r.f-biased susbstrate electrode was estimated by means of Bohm's sheath criterion. In order to deposit the cubic boron nitride phase, a much higher ion energy is required in the d.c. magnetron in comparison to the r.f. sputtering magnetron mode at usually applied target power. Furthermore, there is a significant phase inhomogeneity across the substrate holder. Both facts have been explained in terms of the total momentum per deposited boron atom. The plasma excitation degree (vibrational and excitation temperatures) determined by emission spectroscopy was found to be higher in the r.f. sputtering mode. It has been shown that both in situ techniques applied can supply reliable information on the reactive magnetron deposition process.     

Synthesis and characterization of cubic boron nitride thin films using the ME-ARE method

Cubic boron nitride (cBN) films were deposited by a magnetically enhanced activated reactive evaporation (ME-ARE) technique. Pulsed DC instead of r.f. power was used to bias the substrate. The effect of deposition parameters such as substrate bias voltage, plasma discharge current and gas flow ratio on the formation of cBN was investigated. BN films were characterized by FTIR and TEM. CBN films with a high content of cubic phase were successfully synthesized. It was found that formation of cBN film requires the bombardment of ions with both high flux and high energy. TEM observation showed that the cBN film had grain sizes of 15-50 nm and that a non-cubic phase BN, 10-15 nm was initially grown.     

聚晶立方氮化硼的制备方法及应用进展

对近年来国内外聚晶立方氮化硼(polycrystalline cubic boron nitride,PCBN)及其复合片的制备方法和工业应用进行了综述,主要介绍了烧结型、生长型和生长–烧结型聚晶立方氮化硼的制备方法;系统论述了采用直接转化法、钎焊法和一次烧结法制备聚晶立方氮化硼复合片的进展;并对聚晶立方氮化硼在汽车制造、轴承和超精密工具等行业中的应用进行了概述。最后,对聚晶立方氮化硼及其复合片未来发展方向进行了展望。     

用B2O3和B与Li3N反应合成CBN

本文研究了在高温高压下B2O3和B分别与Li3N的反应,并对反应生成物进行了X射线衍射分析与红外光谱表征.结果表明当反应条件达到4.0 GPa-1400℃和4.5 GPa-1450℃时,两体系中有CBN生成,低于此条件时BN只以hBN形式生成.上述反应条件低于传统的hBN-Li3N体系合成CBN时Li3BN2与hBN的共融条件5.5 GPa-1610℃.讨论和分析了两种体系中CBN晶体的生长特点,发现反应物熔点低有利于上述反应的发生.在高温高压下利用独立的含B和含N的单质或化合物间的化学反应制备CBN是应该积极探索的合成途径.     

K2O，Na2O，MgO对CBN的侵蚀机理研究

本文研究了K2O、Na2O、MgO等金属氧化物在高温下对立方氮化硼（CBN）的侵蚀程度及反应机理。结果表明：CBN在1200℃空气中处理1小时后,质量损失百分比为6．36％,单颗粒抗压强度从5．94kg降为5．01kg。CBN与K2O、Na2O、MgO分别按摩尔比2：1混合后同样在1200℃空气中处理1小时后,相应质量损失百分比分别为29．9％、25．2％和18．7％,单颗粒抗压强度分别降为2．37、2．84和3．00kg。CBN的侵蚀程度与碱金属氧化物中金属元素的电负性有关,电负性越小,反应程度越大。氧化后CBN表面有许多裂纹和凹坑,这使CBN颗粒的强度降低,也表明CBN表面的氧化反应为各向异性。     

CuNiSnTi钎料钎焊立方氮化硼界面产物分析

采用扫描电镜、能谱仪、微区X射线衍射仪研究了CuNiSnTi活性钎料钎焊立方氮化硼(c-BN)界面产物的微观结构和形成机理,并运用动力学分析了界面反应产物的生长过程及反应激活能.结果表明,钎焊过程中CuNiSnTi钎料对c-BN具有良好的润湿性,钎料与c-BN发生化学反应,实现c-BN与钢基体的可靠连接;钎料与c-BN界面处生成Ti-N和Ti-B化合物新相,形成了钎料/TiN/TiB/TiB₂/c-BN的结构形式;在钎焊温度1323~1398 K,保温时间5~20 min之间依据抛物线生长法则指出界面处产生的化学反应和原子间的相互扩散是促使界面反应层形成与生长的主要因素及形成机理.     

Influence of cubic boron nitride grinding on the fatigue strengths of carbon steels and a nickel-base superalloy

The influence of cubic boron nitride (CBN) grinding on fatigue strength was investigated on an annealed carbon steel, a quenched and tempered carbon steel at room temperature, and a nickel-base superalloy, Inconel 718, at room temperature and 500 °C. The results were discussed from several viewpoints, including surface roughness, residual stress, and work hardening or softening due to CBN grinding. The fatigue strength increased upon CBN grinding at room temperature, primarily because of the generation of compressive residual stress in the surface region. However, in the case of Inconel 718, this marked increase in the fatigue strength tended to disappear at the elevated temperature due to the release of compressive residual stress and the decrease of crack growth resistance at an elevated temperature.     

铜锡钛合金炉中钎焊立方氮化硼界面微观结构

采用真空炉中钎焊的方法,应用Cu-Sn-Ti合金实现了立方氮化硼(CBN)磨粒与工具基体的钎焊连接.运用三维视频显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪对微观形貌、元素分布和生成物物相进行了观测分析,发现活性Ti元素明显向CBN磨粒表面发生偏聚,在CBN磨粒表面生成TiN,TiB和TiB2,这些反应产...