聚晶金刚石研磨工艺研究新突破介绍

聚晶金刚石（PCD）具有接近天然金刚石的硬度、耐磨性以及与硬质合金相当的抗冲击性，是一种被广泛应用于有色金属和非金属材料精密加工的新型刀具材料。为充分发挥PCD刀具的优良性能，提高加工零件的表面质量，刀具前刀面（PCD表面）需加工成镜面。目前，PCD镜面通常采用树脂基金刚石砂轮进行研磨加工，但由于PCD与所用的金刚石磨料硬度、性质相近，因而与传统的研磨加工有着很大的不同，     

金刚石薄膜/氧化铝陶瓷复合材料的应用研究

氧化铝陶瓷基片的广泛应用以及金刚石薄膜自身优异的物理化学性能,使得氧化铝基金刚石薄膜复合材料成为研究热点.阐述了这种复合材料不同的制备方法,综述了氧化铝基金刚石薄膜复合材料的性能,介绍了超纳米金刚石薄膜在氧化铝陶瓷基片上的应用研究,指出通过适当的基体表面预处理以及合适的工艺条件可以制备出不同用途的氧化铝基金刚石薄膜复合材料.     

连铸烧成铝锆碳质滑板磨削用Fe-Cu-Sn-Ni基结合剂金刚石工具的性能

烧成刚玉-氧化锆-碳质滑板(铝锆碳质滑板)用于炼钢连铸过程钢水控流,其滑动面表面不平整易造成漏钢等安全隐患,针对滑板磨削加工用金刚石工具的研究非常重要,但相关报道较少.本工作采用热压烧结法制备Fe-Cu-Sn-Ni基胎体、金刚石节块及金刚石工具,并研究了Ni质量分数对它们性能的影响;通过SEM对胎体的断口微观形貌和金刚石工具表面磨损形貌进行分析;通过XRD对胎体的物相进行分析.结果表明,随着Ni质量分数的提高,胎体的硬度和抗弯强度持续上升,胎体的断裂韧窝数目逐渐增多,胎体的断裂方式得到了改善,胎体中γ(Fe,Ni)固溶体含量持续增加;金刚石节块的抗弯强度和把持力系数先增大后减小,均在Ni质量分数为12％时达到最大值;金刚石工具中金刚石的出刃高度逐渐增加,金刚石工具的磨削比先增大后减小,当Ni质量分数为12％时,磨削比达到最大值,为200.8.     

冷压烧结Fe基金刚石超薄切锯胎体的组织和性能

为了降低金属基金刚石超薄切锯的厚度、提高强度,采用冷压烧结法,以Fe基混合粉末为原材料,通过改变冷压力,制备平均厚度为0.21 mm的Fe基金刚石超薄切锯胎体;用显微硬度仪、OM、SEM、XRD和万能力学试验机等表征松装粉末和压坯显微硬度、压坯组织、烧结胎体组织和力学性能,研究冷压坯致密化机理以及冷压力对烧结胎体组织和力学性能影响.结果表明:压力<205 MPa时Cu、Fe粉均发生了显著的加工硬化现象,Cu粉变形速率较Fe粉快,使Cu、Fe粉聚集、冷焊,阻碍致密化;压力>205 MPa时Cu、Fe粉发生大量塑性变形,组织致密,密度增大;烧结胎体以(Fe,Ni)、Fe1.3Sn、Cu40.5Sn11、Cu81Sn22和Fe为主相;拉伸断口形貌主要包括塑坑断口、解理和沿颗粒脆性断口,168 MPa烧结胎体力学性能最优.     

金刚石薄膜的性质、制备及应用

金刚石有着优异的物理化学性质，化学气相沉积金刚石薄膜的研究受到研究人员和工业界的广泛关注。通过评述金刚石薄膜的性质、制备方法及应用等方面的研究成果，着重阐述化学气相沉积金刚石薄膜技术的基本原理，分析了各种沉积技术的优、缺点。结合对金刚石薄膜应用的讨论，分析了金刚石薄膜在工业应用中存在的问题和制备技术的发展方向。分析结果表明：MWCVD法是高速率、高质量、大面积沉积金刚石薄膜的首选方法；而提高金刚石的生长速度、降低生产成本等是进一步开发刚石薄膜工业化应用所需解决的主要问题。     

快速电沉积法制备镍基金刚石复合镀层EI北大核心CSCD

为解决镍基金刚石复合电沉积过程中普遍存在镀层沉积速率慢、镀层内应力大的问题,本工作以新型高速Ni镀液为基础,考查了镀液中去应力添加剂含量、工艺参数,以及金刚石含量对镀层内应力影响的规律,并对复合镀层的微观形貌进行了表征。优选出了可以在30A/dm2的高阴极电流密度下快速电沉积低应力镍基金刚石复合镀层的镀液组成及工艺条件。结果表明：当镀液组成为十二烷基硫酸钠0.5g/L,乙酸铵3g/L,柠檬酸三钠1.5g/L,金刚石微粒浓度30g/L;施镀条件为pH值3~4,温度50℃时,制得的复合镀层内应力最低。     

邹议“复压”工艺在金属基金刚石工具刀齿中的应用

实验研究表明，经过常压烧结工艺之后，金刚石在常温下增加“复压”工艺之后，金刚石工具的相对胎块密度能够达到98．2％，大约提高了2％；而金刚石的硬度则达到85HRB，大约提高了22％，将复压压力提高为500MPa时，其抗弯强度可达650．23MPa，大约提高了15．7％；通过电镜观察表明，其胎体的空隙率明显下降；“复压”作用下所产生的挤压变形使得金刚石与胎体界面的光滑程度明显提高，胎体对于金刚石颗粒的把持力提高。     

冷压烧结Cu-Fe基金刚石超薄切锯胎体的组织和性能

为了研究冷压坯致密化机理及加载速率对烧结胎体组织和力学性能影响,采用单轴模压+热压烧结法,以Cu-Fe基元素混合粉末为原材料,在不同的冷压加载速率条件下制备Cu-Fe基金刚石复合材料超薄切锯胎体;用显微硬度仪、OM、SEM、XRD和万能力学试验机等表征冷压坯显微硬度、组织、烧结胎体组织和力学性能.结果表明:当加载速率较慢时,易变形的Cu、Ni粉在低压下发生加工硬化,抑制后续的塑性变形,阻碍压坯致密化;当加载速率过快时,压坯粉末的塑性变形不充分,造成脱模弹性后效,压坯密度下降;烧结Cu-Fe基胎体以Fe-Cr、(Fe,Ni)、Ni-Cr-Fe、Fe、Cr和(Cu,Sn)为主相;当加载速率为0.1 mm/min时烧结胎体的拉伸强度最大,拉伸断口形貌主要包括塑坑断口、解理断口和沿颗粒脆性断口.     

合成压机和腔体大型化是金刚石制造业发展的必然趋势

以金刚石为主要材料的加工工具等制成品,广泛应用于机械制造、电子信息、航空航天、半导体等许多领域,随着工业技术水平的不断提高,对金刚石的需求量越来越大,对金刚石的品级要求也越来越高     

氧化铝基体表面预处理对金刚石薄膜生长的影响

采用微波等离子体化学气相沉积方法,在经不同预处理的氧化铝衬底上沉积金刚石薄膜.用X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、扫描电镜(SEM)对所得薄膜的成分、物相纯度和表面形貌进行表征,比较不同的预处理方式对金刚石薄膜生长的影响.结果表明,基体表面经过熔融碱腐蚀后形成薄膜的膜基结合良好且膜材质量最佳,但表面平整度较低;而基体只经金刚石微粉乙醇悬浊液超声处理则在沉积时金刚石容易成膜,且结构要更为致密;在经过酸腐蚀的基体上沉积金刚石薄膜时,容易在薄膜与基体之间先形成过渡层,而后才进行金刚石薄膜的沉积.所得结果表明熔融碱腐蚀处理是获得电学应用氧化铝基金刚石薄膜复合材料的最适宜的基体表面预处理.     

金刚石工具企业发展的思考

金刚石工具是高硬度材料最理想的加工工具，加工质量好，效率高，能够大大降低加工成本，改善劳动条件，易于实行机械化和自动化施工，早在50年前，人们就在苦苦寻求如何改变硬脆材料加工业艰辛而又效率低下的劳动状态。据有关文献记载，世界上第一片金刚石锯片是1885年在法国首次研制成功的，但由于当时技术水平限制以及天然金刚石昂贵的价格，这种产品在很长一段时期没有得到有效推广，直到1955年人造金刚石首次在美国合成成功，为金刚石工具的制造及推广奠定了基础，同时也为硬脆非金属材料加工业带来了曙光，成为人类史上的一次划时代的工具革命。     

熔融铈快速抛光CVD金刚石厚膜及表面分析

利用熔融稀土铈(Ce)对CVD金刚石厚膜进行了抛光研究.详细讨论了工艺参数对抛光速率和表面粗糙度Ra的影响,获得了最佳抛光工艺.通过对抛光后金刚石膜表面的拉曼光谱(Raman)、俄歇能谱(AES)、扫描电镜(SEM)以及能谱(EDS)的分析,探讨了抛光机理.结果表明:该方法有很高的抛光速率,可达每小时数百微米.抛光后金刚石膜的Ra从10.845μm降低至0.6553μm.抛光的热处理工艺不但没有破坏金刚石表面的原始结构,而且由于铈对石墨的优先刻蚀,抛光后金刚石膜表面的石墨含量还大大减少.     

铁基超细预合金粉对花岗岩切割锯片锋利度的影响

通过测试胎体硬度、抗弯强度以及测定切割花岗岩的切割速度,分析了铁基超细预合金粉对改善胎体性能的作用,并研究了铁基超细预合金粉对干切圆锯片锋利度的影响。研究发现铁、铜、镍、锡构成的胎体中,超细预合金粉提高胎体的硬度和抗弯强度,使胎体对金刚石的包镶能力更强,从而提高胎体对金刚石的把持力,提高锯片的锋利度,并且某些情况下超细预合金粉可以完全替代钴粉而不降低锯片的锋利度。使用超细预合金粉时,含钴的和不含钴的锯片搭配较粗粒度40/45金刚石能提高切割效率;对于不使用超细预合金粉的、由铁、铜、镍和锡粉混合组成的不含钴的胎体,选择较细粒度50/60金刚石可提高锯片的切割效率。并且通过在其中添加钴粉发现,钴提高锯片的切割效率,防止锯片在切割过程中产生"烧刀"现象,并且添加钴的胎体选择较粗粒度40/45金刚石能提高切割效率。     

化学镀镍基金刚石复合材料涂层的制备与性能研究

研究了化学镀镍基金刚石复合材料涂层的制备工艺与性能,金刚石在镀膜液中的添加量为１５－２５ｇ／Ｌ,涂层的沉积速率比较高,金刚石散分布于基体之中,随着体积分数的增加,基体的强化效果愈加显著,比镍磷合金,硬铬镀层和表面淬火处理的４５钢,具有更高的耐磨损性能。     

过渡金属Fe、Ni和Co对金刚石膜表面腐蚀作用的研究

采用电子增强DVD和直流热阴极PCVD方法制备出金刚石膜，在具空条件下用高温热灯丝加热方法研究了过渡金属Fe、Ni、和Co对金刚石膜表面的腐蚀作用，并对腐蚀后的金刚石膜表面和金属表面进行了XRD和Raman光谱测量。结果表明：过渡金属Fe、Ni和Co对金刚石表面具有明显的腐蚀作用，其中Fe的腐蚀作用最好。经过过渡金属腐蚀后金刚石表面和金属表面形成了非金刚石碳相而没有发现过渡金属碳化物。     

计算机模拟类金刚石薄膜的光学性能研究

采用射频等离子体化学气相法在BK7玻璃样品上合成了类金刚石薄膜，基于介电模型对样品的光学透射谱进行计算机拟合，得到类全刚石薄膜的折射率和膜厚等性能指标。研究了甲烷浓度，射频功率密度和沉积压力等工艺参数对类金刚石薄膜的光学特性影响规律。试验表明折射率和生长速率均随甲烷浓度和功率密度增加而增加；气体压力对生长速率的影响最显著。     

反应气压对MWPCVD金刚石膜中 非金刚石相碳含量的影响

在水冷反应室式MWPCVD装置中以CH4和H2为反应气体进行了金刚石膜的沉积实验,研究了反应气体的压强对金刚石膜中非金刚石碳相含量的影响。实验发现,当微波输入功率较小时,随着反应气压的上升,沉积膜中非金刚石相碳的含量单调下降;当微波输入功率较大时,沉积膜中非金刚石相碳的含量先随着反应气压的上升而降低,后又随着反应气压的上升而稍稍增加。     

化学气相沉积金刚石涂层硬质合金工具及其应用

化学气相沉积金刚石涂层硬质合金工具综合了金刚石和硬质合金的优异性能。并且性能价格比非常好，是有发展前途的、理想的工具材料之一。它的应用前景广阔，可广泛应用于难加工材料的切削加工、电子工业和生物医学等诸多领域。[编按]     

氧化铁刻蚀金刚石表面形貌的表征及形成机理

为了系统研究不同温度下氧化铁刻蚀金刚石表面的形貌及形成机理,以人造金刚石为刻蚀材料,以氧化铁作为刻蚀剂,先将金刚石洗净,然后将金刚石与氧化铁以质量比为1∶5混合均匀、压实,用氮气作为保护气氛,在650～850℃下用氧化铁刻蚀金刚石单晶表面。再用扫描电子显微镜及其3D重建技术、热重分析、X射线衍射和拉曼光谱等方法对刻蚀后金刚石单晶不同晶面的表面形貌、表面粗糙度、物相组成和刻蚀机理进行了表征与分析。首次用3D重建技术对刻蚀后金刚石不同晶面的形貌进行了立体观测,用铜基结合剂金刚石试样的抗弯强度来评估刻蚀对金刚石与结合剂间结合力的影响。结果表明:氧化铁在不同温度下均能有效刻蚀金刚石单晶,且对不同晶面的刻蚀程度和形貌是各向异性的;当刻蚀温度为650℃时,氧化铁对金刚石单晶已有一定的刻蚀;随温度的升高,刻蚀加剧;在相同条件下,金刚石单晶的{100}面刻蚀程度比{111}面严重,{100}面表面粗糙度S_a从0.84μm升至3.73μm,{111}面表面粗糙度S_a从0.77μm升高至2.01μm。刻蚀后,金刚石单晶的不同晶面形貌由金刚石本身的原子排列决定,随着刻蚀温度从650℃升至850℃,金刚石{100}面刻蚀坑从四边形变为八边形,{111}面由轻微的点状变为三棱锥形凸起。氧化铁对金刚石单晶的刻蚀机理是金刚石的氧化过程。刻蚀后,铜基结合剂金刚石试样的抗弯强度有较大的提高。     

不同粒度NiMnCo粉末触媒催化特性及其影响因素的研究

采用扫描电干显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、差热分析(DAT)研究了不同粒度NiMnCo触媒合成空刚石的催化特性及熔化特性、微观形貌、表面化学状态对其影响，结果表明：320／500目触媒适宜粗颗粒金刚石的合成，150／200目粉末触媒合成的SMD系列金刚石比例较高；比表面积、表面状态和熔化特性直接影响其合成金刚石的效果，比表面积增大，有利于提高空刚石的合成单产；熔化温度降低．可以减少连聚晶的发生；控制粉末触媒表面的氧含量是提高其催化活性的关键。