| 石墨烯对聚晶金刚石的影响试验研究 |
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| 引用本文： | 杨雄文,刘宝昌,王旭,彭齐,柯晓华,冯枭,房超.石墨烯对聚晶金刚石的影响试验研究[J].超硬材料工程,2022(5):1-6. |
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| 作者姓名： | 杨雄文 刘宝昌 王旭 彭齐 柯晓华 冯枭 房超 |
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| 作者单位： | 1.中国石油集团工程技术研究院有限公司102206;2.油气钻完井技术国家工程研究中心102206;3.吉林大学建设工程学院130026;4.吉林大学自然资源部复杂条件钻采技术重点实验室130026; |
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| 基金项目： | 中国石油天然气集团有限公司科学研究与技术开发项目“超硬耐研磨材料与自适应钻头研发”(2020B-4016)；中国石油天然气集团有限公司科学研究与技术开发项目“PDC钻头人工智能设计和参数优化方法研究”(2022DQ0410)；中国石油天然气集团有限公司科学研究与技术开发项目“PDC钻头井下动力学模拟预测系统研究”(2022DQ0411)。 |
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| 摘 要： | 石墨烯是近几年来新兴的一种具有多项优异性能的材料,在许多领域已经开展了研究和应用,如陶瓷复合材料、铝合金复合材料等,都取得了一定的效果。文章把石墨烯加入到聚晶金刚石中,以期提高聚晶金刚石的性能,以满足深孔坚硬岩层复杂条件下的钻探需求。研究了石墨烯-金刚石复合粉末的混合工艺,在1400℃~1500℃,5.0 GPa~5.5 GPa条件下烧结制备了石墨烯含量分别为0.05 wt%、0.10 wt%、0.20 wt%、0.30 wt%的聚晶金刚石,并对这些聚晶金刚石进行了相对密度、导热性和导电性等物理性能测试,以及磨耗比和抗冲击性等力学性能测试。结果表明:湿混比干混分散得更加均匀,但是烧结出的聚晶金刚石性能方面干混的磨耗比最高,比不添加石墨烯组整体上提高了70%~80%。石墨烯浓度为0.10 wt%且混粉方式为干混的条件下,功率为7.2 kW的磨耗比最高,平均磨耗比达22万。相对密度、导热性、导电性和抗冲击性能测试都表明石墨烯浓度为0.10 wt%时最优,且干混比湿混更好。
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| 关 键 词： | 聚晶金刚石 石墨烯 均匀分散 力学性能 |
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