镍基合金制备PDC复合界面特性研究

在高温高压条件下(HTHP,5.2～5.6GPa,1350～1450℃),以镍基合金为烧结助剂(触媒),采用熔渗法制备了质地均匀的D-D结合生长型金刚石复合片(polycrystalline diamond compact,PDC)。采用OM、SEM、XRD和EDS等考察了PDC界面的组织形貌、成分及结合层的元素分布特点,并对其界面生长的复合机理进行了探讨。实验结果表明,镍基合金助剂均匀熔渗透了金刚石层和碳化钨基底层;金刚石层形成了致密相互交错的D-D成键的网状结构;复合界面以过渡层形式存在。     

Al/AlN复相陶瓷超高压烧结的研究

利用六面顶压机,实现了Al/AlN陶瓷材料的超高压烧结,对比研究了La2O3对烧结体烧结性能和显微结构的影响。结果表明：无助剂烧结时,烧结体致密化在1300℃-1500℃才表现出来;而La2O3在低温1100℃-1300℃就可以表现出助烧特性,烧结体在1500℃保温30min就可以达到最大致密度。在压力为5.0GPa、温度1500℃、烧结周期为50min的条件下,得到的烧结体显微结构致密,晶粒大小均匀,多为六角晶形。     

纯铁触媒添加叠氮化钠合成高氮含量金刚石

氮元素是天然金刚石和人工合成金刚石中最主要的杂质。为了能够合成出与天然金刚石相同程度含氮量的金刚石,采用含添加剂叠氮化钠（NaN3）的纯铁粉末触媒和石墨在六面顶压机上进行合成研究。用傅立叶变换显微红外光谱仪对金刚石晶体中的氮含量进行细致的测试。结果表明,用含添加剂NaN3的纯铁粉末触媒合成的金刚石中以单一替代形式（Ib）存在的氮杂质最高浓度达到了2200 μg/g,这远远超过了迄今为止报道的用传统的金属触媒生长的具有完整晶形的金刚石中氮的最高含量800 μg/g,氮含量达到天然金刚石相同量级;当NaN3的含量小于0.7％时,金刚石中氮含量随着NaN3的含量增加而增加。     

有限元法计算碳化钨顶砧屈服强度

碳化钨顶砧的机械稳定性尤其是最大切应力值测定困难,导致第三强度理论缺少判据,致使不能按此理论设计出安全的顶砧尺寸.文章以H.Doi,Y.Fujiwara和K.Miyake对3%掺钴量的碳化钨硬质合金单向应力状态下的极限值测量结果为基础,依据强度理论,运用有限元法计算出YG3碳化钨顶砧极限切应力值为2.73 GPa,解决了第三强度理论缺少判据的问题,为顶砧的设计及安全使用提供了判据.此种方法可应用于不同掺钴量的硬质合金顶砧屈服强度的测定.     

Li基多元触媒体系中深色cBN的合成研究

文章以Li基多元化合物为触媒，在引入添加剂的条件下合成出了深色的cBN单晶。研究发现，随着添加剂含量的增加．cBN的颜色由浅至深并逐渐变成黑色。晶体的形貌完整，粒度均一。用电子显微镜对晶体微观形貌进行了分析，发现随着添加荆含量的变化，晶体的缺陷也相应地发生了变化。     

优质板状Ⅰb型宝石级金刚石大单晶的合成

高温高压下合成Ⅰb型宝石级金刚石大单晶,需要较长的合成时间。由于低温板状晶体合成区间很窄,因此较中温和高温晶体的合成相对困难。文章对板状Ⅰb型宝石级金刚石大单晶的合成进行了研究,并实现了不同尺寸优质板状晶体的可重复性合成。     

Bi2Te3的水热合成及其高温高压烧结

以Bi(NO3)3和Te粉为原料,水合肼为还原剂,采用水热法保温24h,分别在150℃和180℃制备了Bi2Te3纳米粉末。通过X射线衍射、透射电镜、扫描电镜等分析方法对产物的物相组成和微观形貌进行了表征。实验结果表明,水热法可以制备出纯相纳米级别的Bi2Te3粉末,并且晶粒尺寸随着反应温度升高有增大的趋势。最后采用高温高压法对纳米Bi2Te3粉末进行烧结,分析了烧结温度和压力对样品室温热电性能的影响。结果显示,在0.94GPa、753K条件下烧结后样品的室温功率因子达到16μW/(cm.K2)。     

Li基多元触媒体系中深色cBN的合成研究

文章以Li基多元化合物为触媒,在引入添加剂的条件下合成出了深色的cBN单晶.研究发现,随着添加剂含量的增加,cBN的颜色由浅至深并逐渐变成黑色.晶体的形貌完整,粒度均一.用电子显微镜对晶体微观形貌进行了分析,发现随着添加剂含量的变化,晶体的缺陷也相应地发生了变化.     

用铁基烧结助剂制备PCD及其微观形貌和烧结机理分析

通过高温高压下金刚石再生长烧结方法，采用细粒度金刚石微粉作原料，铁基金属微粉作烧结助剂，在国产六面顶超高压设备上进行了金刚石聚晶(PCD)的制备。研究了铁基金属和金刚石微粉体系再生长烧结的温度压力条件，并通过X—ray衍射和扫描电镜、Raman光谱对制备的PCD样品进行了内部成分和微观形貌分析。     

Fe+Ni+C体系合成粗颗粒金刚石单晶的生长特征

在配备有高精密化控制系统SPD6×1670T型国产六面顶压机上,采用Fe80Ni20粉末触媒和高纯石墨开展粗颗粒金刚石单晶的生长特征研究。在粉末触媒技术合成金刚石的基础上,引入旁热式组装,以及采用优选粒度的触媒,特别是通过优化合成工艺严格地控制了合成腔体内晶体的成核量及生长速度。最终,在高温高压条件下(约5.4GPa、1435℃)成功合成出尺寸达到0.95mm(18/20目)的优质的粗颗粒金刚石单晶,分析了粗颗粒金刚石的生长特征和晶体缺陷,期待研究的结果有助于我国高品级粗颗粒金刚石的发展。