MgO与Li2O摩尔比及烧结温度对结合剂及cBN磨具性能的影响

以ZnO-Na₂O-SiO₂-Al₂O₃-B₂O₃陶瓷体系为基础, 制备了添加不同摩尔比Li₂O和MgO的陶瓷结合剂及立方氮化硼(cBN)磨具。利用X衍射测试仪、线性热膨胀测试仪、扫描电镜等研究了MgO∶Li₂O摩尔比( M 值)和烧结温度对陶瓷结合剂及磨具性能的影响。结果表明: 随着 M 值增加, 结合剂的软化点温度增加, 耐火度及化学稳定性均增强, 线性热膨胀系数先增加后降低。当 M 值为0.67时, 随着烧结温度的升高, 石英晶相的析出被抑制, 诱导析出Mg(Zn)Al₂O₄晶相, 且含量逐渐增加, 尺寸先减小后增加; 当温度为870 ℃时, Mg(Zn)-Al₂O₄晶粒尺寸最小, 约为2 μm, 结合剂结构最为致密, 抗折强度达到最大值136.28 MPa。随着烧结温度的提高, cBN磨具气孔率和吸水率先降低后增加, 体积密度、硬度、抗折强度、磨耗比以及磨削效率先增加后降低; 当烧结温度为890 ℃, 磨耗比及磨削效率最高, 分别为98.72%和1.3675 g·min^-1。     

烧结温度对SiC/莫来石复相多孔陶瓷的影响

以高岭土、SiC粉末、Al2O3粉末为主要原料,采用添加造孔剂法制备了SiC/莫来石复相多孔陶瓷,探讨了烧结温度对多孔陶瓷的气孔率、体积密度、抗折强度等的影响。分别采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征了样品的物相组成与断面形貌。结果表明,以淀粉为造孔剂,在1350℃下保温2h制备的样品综合性能最佳,其孔隙率为31.40%,抗折强度达到42.50MPa。     

研磨手机屏幕玻璃用新型树脂研磨垫的磨料选择

选用两种不同粒度的RVD金刚石原生料和破碎料,分别与树脂结合剂混合制成新型研磨垫用来加工手机屏幕玻璃。考察了金刚石磨料的种类和粒度对研磨切削力、研磨盘耐磨性及研磨后的玻璃表面粗糙度的影响,并分析了不同研磨表面的微观形貌。结果表明:随金刚石粒度的减小,金刚石研磨盘的切削力降低,耐磨性也有所下降,但玻璃产品表面平均粗糙度降低,表面质量较好;相同粒度下两种金刚石相比较,金刚石原生料研磨手机屏幕玻璃可获得较好的磨削效果。     

表面活性剂对金刚石在树脂中悬浮性及与树脂结合性的影响

用KH550硅烷偶联剂和聚电解质型表面活性剂聚乙烯亚胺(PEI)分别对金刚石进行表面改性,研究了KH550和PEI对金刚石表面电性、金刚石在聚酰胺酰亚胺树脂液中的悬浮性及与树脂结合性的影响.结果表明:改性后金刚石表面的电性能发生显著变化,在酸性条件下,zeta电位绝对值明显提高,颗粒间的静电斥力增强,改善了金刚石在树脂液中的悬浮稳定性;改善了树脂对金刚石表面润湿性及其界面结合性,提高了线锯的切割性能;KH550对金刚石的改性效果优于PEI的改性效果.     

金刚石表面刻蚀研究进展

金刚石具有优异的机械、电、热及化学性能,广泛应用于高效加工、生物传感器、半导体及量子器件等领域,而刻蚀技术对其性能发挥起着重要作用。根据刻蚀剂种类,金刚石刻蚀分为熔盐刻蚀、气相刻蚀、金属刻蚀及金属氧化物刻蚀。熔盐刻蚀借助熔融硝酸盐中产生的高活性氧对金刚石进行选择性腐蚀。气相刻蚀利用气体或等离子体与金刚石反应从而在金刚石表面制备特殊形状的阵列。金属刻蚀分为金属反应刻蚀、金属催化刻蚀和金属催化氢气刻蚀,可用于金刚石磨粒表面微图案化和薄膜表面微纳米孔制备。金属氧化物刻蚀通过氧化物与金刚石之间的氧化还原反应对金刚石进行腐蚀。介绍了以上四大类金刚石刻蚀技术的研究进展、作用原理和应用情况。     

溶胶-凝胶法在金刚石表面涂覆铝-硅-硼氧化物涂层的研究

采用溶胶-凝胶法在金刚石表面涂覆了铝-硅-硼氧化物涂层,并用扫描电子显微镜、综合热分析仪和抗压强度仪对涂层的形貌、结构以及涂膜前后金刚石的氧化行为和单颗粒金刚石的抗压强度进行了表征。结果表明：所制得的涂层在金刚石颗粒表面分布较均匀,结构致密,可将金刚石颗粒的起始氧化温度提高100℃左右,并能有效地延缓金刚石在高温环境下的氧化速度,同时还可以提高金刚石单颗粒抗压强度约22.75%。     

喷雾干燥法金刚石-陶瓷结合剂复合烧结体的制备及表征

以金刚石和无机溶胶为原料,采用喷雾干燥法制备金刚石-陶瓷结合剂复合粉体,将粉体压制、烧结,获得金刚石-陶瓷结合剂烧结体。采用扫描电镜和激光粒度分析仪对复合粉体的形貌和粒径分布进行表征,借助综合热分析仪选取复合体的烧结温度,利用抗折试验机、扫描电镜和X射线衍射分别对喷雾干燥法和熔融法所制烧结试样的抗弯强度、断面形貌及物相进行分析。结果表明:经喷雾干燥的复合粉体为球形,易于成型,且复合粉体尺寸分布范围较宽,利于提高坯体致密度;选取金刚石-陶瓷结合剂复合体的烧结温度为820℃,在此温度下结合剂可实现对金刚石的黏结和包裹;烧结后,随陶瓷结合剂含量增加,两种工艺所制试样的抗弯强度均有提高,气孔率都相应降低;当结合剂含量为32%(质量分数)时,喷雾干燥法所制烧结试样的微观结构均匀,易析晶,抗弯强度和气孔率分别为99.46MPa和38.55%;熔融法所制试样的抗弯强度和气孔率分别为72.42MPa和39.89%。     

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。     

溶胶-凝胶法在金刚石表面涂覆铝-硅-硼氧化物涂层的研究

采用溶胶-凝胶法在金刚石表面涂覆了铝-硅-硼氧化物涂层,并用扫描电子显微镜、综合热分析仪和抗压强度仪对涂层的彤貌、结构以及涂膜前后金刚石的氧化行为和单颗粒金刚石的抗压强度进行了表征.结果表明:所制得的涂层在金刚石颗粒表面分布较均匀,结构致密,可将金刚石颗粒的起始氧化温度提高100℃左右,并能有效地延缓金刚石在高温环境下的氧化速度,同时还可以提高金刚石单颗粒抗压强度约22.75%.     

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石的润湿性,当Ni添加量为15%时,陶瓷结合剂对金刚石的润湿角为64°,比未添加Ni时的润湿角(84.5°)减小了24.3%。