金属添加对高压烧结聚晶立方氮化硼的影响

聚晶立方氮化硼(Polycrystalline cubic Boron Nitride,PcBN)是继聚晶金刚石之后的又一超硬耐磨材料,广泛用于机械、冶金和电子等领域。就金属添加对烧结体的影响做了系统的实验研究,结果表明,烧结过程中加入少量的金属铝和钴,可以使氮化硼晶粒之间实现较强的结合,明显地提高PcBN烧结体的密度与机械强度,然而添加金属铜却起不到这种作用。定性分析了不同金属影响高压烧结PcBN的原因。     

PcBN复合材料及其用作刀具的发展现状研究

为了更深入地了解聚晶氮化硼复合材料及其用作刀具研究的发展现状,对氮化硼的多样性、聚晶氮化硼复合材料的制备、聚晶氮化硼刀具的发展历程和应用等进行了综述。氮化硼主要有六方氮化硼微晶、六方氮化硼纳米片、立方氮化硼超硬材料、聚晶立方氮化硼。聚晶氮化硼复合材料的合成方式有高压烧结和低压烧结两种,高压烧结已经应用于聚晶立方氮化硼刀具生产,而低压烧结在制备大块体尺寸的聚晶氮化硼复合材料时更有优势,应加快低压烧结技术的研发。     

β－SiAlON－cBN陶瓷复合材料的制备与性能

采用放电等离子烧结（SPS）在1500℃下制备不同立方氮化硼（cubic Boron Nitride,即cBN）含量的β－SiAlON－cBN陶瓷复合材料,研究cBN含量对陶瓷复合材料的物相组成、显微组织和性能的影响．XRD分析表明：在添加复合烧结助剂的条件下合成的β－SiAlON－cBN陶瓷复合材料,β－SiAlON的量随着cBN含量的增加而增加．FESEM观察结果表明：cBN颗粒较均匀地分布在β－SiAlON基体中,一些cBN颗粒表面出现可剥离的层片状物质六方氮化硼（hBN）．随着cBN含量的增加,β－SiAlON－cBN陶瓷复合材料的相对密度先下降后略有上升,硬度呈现降低趋势,断裂韧性则先升高后略有降低．β－SiAION－10％cBN（质量分数）的相对密度和硬度分别为96．8％和13GPa,β－SiAlON－30％cBN的断裂韧性可达到KIC=3．2MPa·m^1/2．     

高压高温烧结PCBN的工艺参数及其切削性能研究

聚晶立方氮化硼有着优异的理化性能,是切削刀具的理想材料.通过高压高温烧结制造工艺,探究PCBN烧结工艺中温度与压力对其性能的影响,并将制备的PCBN刀具进行GCr15淬火钢切削实验.结果表明:压力在4.5～5.5 GPa范围内,PCBN的硬度和抗弯强度随着压力的升高而增加;烧结温度的升高使PCBN的硬度和抗弯强度在前期...     

国内外超硬材料的新发展

介绍了人造金刚石和立方氮化硼(单晶、聚晶、CVD薄膜)以及碳-60等超硬材料新产品,以及国内外在专用高压高温设备、超硬材料制造工艺和检测技术方面的新进展.     

立方氮化硼半导体材料的进展

1987年以来,在日本,以立方氮化硼大单晶的合成为基础,研制了能耐650℃高温的cBN_(p-n)结二极管,进而还发现cBN二极管作为固体发光元件其电致发光光谱在紫外光区域内。     

立方氮化硼的合成工艺研究

用氮硼化镁作触媒，用六面顶压机在高温、高压下合成立方氮化硼通过对合成ｃＢＮ的压力，温度，时间及原料六方氮化硼等各种因素的研究，得到了合成ｃＢＮ的压力，温度，时间及原料六方氮化硼等各种因素的研究，得到了合成ｃＢＮ的最佳工艺条件，即温度１５００℃左右压力５ＧＰａ左右。     

“超硬高效系列车刀的开发研究”通过鉴定

我校机械动力工程学院刘献礼教授负责完成的黑龙江省青年基金项目“超硬高效系列。车刀的开发研究”,于２０００年２月２８日通过了黑龙江省科委主持的鉴定． 课题组对聚晶立方氮化硼刀具的切削机理、金属软化效应、硬态切削的临界硬度等内容的研究具有重要的理论和实践意义,所开发的超硬刀具处于国内领先水平．“超硬高效系列车刀的开发研究”通过鉴定     

高强度钢Cr12MoV硬态切削已加工表面变质层形成机理

在高强度钢的精加工中,硬态切削已经逐步成为了部分代替磨削的先进新兴工艺.已加工表面质量直接影响精加工后工件的使用性能,在诸多已加工表面质量评价指标中变质层尤为重要.以聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具硬态切削高强度模具钢Cr12MoV过程中表面变质层生成情况为研究对象,在变质层的各项指标中重点关注表面显微硬度、白层厚度及其连续性和变质层的厚度,分析了切削速度、进给量、切削深度和刀具磨损等因素对已加工表面变质层生成的影响,研究结果为控制变质层生成及合理选择切削加工参数提供,理论依据.     

EET理论在超硬材料相变机理研究中的应用

近年来,固体与分子经验电子理论(EET理论)不断完善和发展,并广泛应用于金属及其合金、陶瓷材料等研究领域,尤其是在材料相变机理研究方面取得了一定进展。主要归纳了金刚石单晶、立方氮化硼单晶相变机理的研究进展;提出了用基于EET理论构建的EET-TFDC理论模型来分析单晶高温高压相变机理的研究思路;介绍了EET理论在金刚石单晶、立方氮化硼单晶等超硬材料合成研究过程中的研究现状;展望了EET理论的研究前景。     

功能化氮化硼纳米片对左旋聚乳酸结晶行为的影响

将羟基官能化氮化硼纳米片(OH-BNNS)与左旋聚乳酸(PLLA)共混,制备PLLA/OH-BNNS纳米复合材料,由于PLLA中羰基和OH-BNNS中羟基存在氢键相互作用,OHBNNS良好地分散于PLLA中。通过各种技术手段研究了OH-BNNS对PLLA的熔融结晶行为,等温结晶动力学,宏观晶体形态、晶体结构的影响。发现添加OH-BNNS能有效加速PLLA的结晶,提高成核密度,导致球晶尺寸变小,结晶度增加,冷却时结晶峰更加明显,二次升温过程中冷结晶行为减弱。低OH-BNNS负载量可以增加α-晶的相对含量,但由于PLLA和OH-BNNS间强的相互作用,在高OH-BNNS负载量下,有序度较低的α′-晶的相对含量增加。     

h-BN掺杂对金刚石晶体结构的影响

报道了在Fe70Ni30合金触媒和石墨系体中,掺杂六角立方氮化硼(h-BN)和硼(B)生长金刚石单晶的过程。研究发现,h-BN和B掺杂对于金刚石生长条件及形貌等具有较大的影响,其中h-BN掺杂生长金刚石的最低生长压力达到了6.2 GPa,同时晶体呈绿色条状。说明h-BN和B在金刚石晶体生长以及取代碳原子进入晶格时起到了不同的作用。通过X射线衍射及光电子能谱等表征手段,分析了硼氮对金刚石晶体结构的影响,以及硼氮在金刚石中的化学环境及成键方式。在此基础上阐述了硼氮掺杂的形成机制。     

晶化时间对SAPO-34 分子筛合成及性能的影响

采用水热法以二乙胺为模板剂合成SAPO-34分子筛,考察了不同晶化时间对SAPO-34晶体结构、形貌的影响,并研究了用SAPO-34分子筛在氮气气氛下碳化的样品制备修饰玻碳电极的催化性能。结果表明,不同晶化时间合成的SAPO-34分子筛晶形差异较大,较佳晶化时间为2.5 h;延长晶化时间,SAPO-34晶体相对结晶度变化不大。晶化时间为2.5 h的SAPO-34样品以弱酸为主,并且经过碳化处理后制备的修饰电极对甲醛具有较好的催化氧化作用。     

澳大利亚国立大学制造出超硬蓝丝黛尔石

正澳大利亚国立大学的研究人员成功在人工条件下制造出了迄今世界上最坚硬的一种晶体——蓝丝黛尔石。自蓝丝黛尔石于1967年在陨石碎片中被发现以来,其六角菱形结构引起了科学界的广泛关注。蓝丝黛尔石比立方钻石硬60倍,非常适合工业应用,但其生成非常困难。在自然界中,这种材料目前仅在一块陨石撞击地面的过程中产生出来。澳大利亚国立大学的研究人员将一块玻璃炭钻石置于钻石生成砧中,然后施加112GPa的压力,并用     

Gd2Zr2O7烧绿石的高温高压快速合成

为了研究Gd2Zr2O7烧绿石的合成条件,以Gd2O3,ZrO2混合粉体为原料,在1773K的温度、3GPa和5．2GPa的压力及10-30min的保温保压时间内,进行了高温高压实验。借助于XRD,SEM,IR等分析,对合成样品结构、形貌等进行表征,结果表明：在1773K的高温、5．2GPa的高压和10min的保温保压条件下可合成单一物相的Gd2Zr2O3立方烧绿石。为固化锕系核素的陶瓷基材合成及其固化体的制备提供了一种快速高效的方法。     

铁基触媒合成金刚石的压力功率动态匹配工艺研究

理论分析和生产实践都证明，在高温高压合成金刚石过程中合成腔体的压力和温度随着合成时间的延长而不断变化，即金刚石生长的工作点是漂移的.为避免合成腔体压力与温度的波动，为金刚石晶体的生长提供一个相对稳定的条件，应抑制工作点的漂移，主要的措施是采用非恒压力加压和非恒功率加热.使用粉末冶金铁基触媒进行了压力与功率动态匹配的金刚石合成工艺初探.实验发现，采用新工艺合成出的金刚石产量大，粒度粗，晶型好，机械性能高，主要性能指标均超过机械行业标准《人造金刚石技术条件》(JB/T7989 1997)对锯片级金刚石的技术要求，评级可在SMD30以上.     

铁基触媒合成金刚石的压力功率动态匹配工艺研究

理论分析和生产实践都证明，在高温高压合成金刚石过程中合成腔体的压力和温度随着合成时间的延长而不断变化，即金刚石生长的工作点是漂移的．为避免合成腔体压力与温度的波动，为金刚石晶体的生长提供一个相对稳定的条件，应抑制工作点的漂移，主要的措施是采用非恒压力加压和非恒功率加热．使用粉末冶金铁基触媒进行了压力与功率动态匹配的金刚石合成工艺初探．实验发现，采用新工艺合成出的金刚石产量大，粒度粗，晶型好，机械性能高，主要性能指标均超过机械行业标准《人造金刚石技术条件》（JB／T7989-1997）对锯片级金刚石的技术要求，评级可在SMD30以上．     

基于ANSYS/LS-DYNA的叶蜡石传压性能的有限元分析

利用有限元程序ANSYS/LS-DYNA对六面顶压机加压方式下(压力范围在5.7 GPa以内)传压介质叶蜡石的形变过程进行了模拟,并在RMT-150B型岩石力学伺服控制系统上测定了叶蜡石的弹塑性力学参数。给出了叶蜡石内部压力分布的数值分析结果,考察了焙烧温度对叶蜡石传压性能的影响。本研究结果对高温高压合成金刚石等超硬材料的传压介质材料的选取以及合成工艺的优化等方面具有重要的参考价值。     

基于ANSYS／LS-DYNA的叶蜡石传压性能的有限元分析

利用有限元程序ANSYS／LS—DYNA对六面顶压机加压方式下（压力范围在5．7GPa以内）传压介质叶蜡石的形变过程进行了模拟,并在RMT-150B型岩石力学伺服控制系统上测定了叶蜡石的弹塑性力学参数。给出了叶蜡石内部压力分布的数值分析结果,考察了焙烧温度对叶蜡石传压性能的影响。本研究结果对高温高压合成金刚石等超硬材料的传压介质材料的选取以及合成工艺的优化等方面具有重要的参考价值。     

Ce-Mg合金体系弹性性质与电子结构的第一性原理研究

为了探讨Ce-Mg体系金属间化合物的力学性质与其晶体结构相联系的微观机制,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,系统研究了3种立方Ce-Mg体系金属间化合物CeMg、CeMg2和CeMg3的电子结构和弹性性质。计算结果表明,CeMg3有最高的体模量和剪切模量,分别为41.1GPa和30.7GPa,CeMg2的体模量和剪切模量则在3种金属间化合物中最低,分别为35.1GPa和14.0GPa。CeMg、CeMg2和CeMg3均满足立方晶系力学稳定性要求,CeMg3与CeMg为脆性材料,而CeMg2为延性材料。各向异性性质分析表明,CeMg具有很高的弹性各向异性,而CeMg2的体模量、剪切模量以及杨氏模量尽管最低,但其显示出良好的各向同性性能。计算CO-HP及电荷密度分布揭示了Ce-Mg合金体系弹性性质的变化与体系中化学成键差异密切相关,晶体中Mg-Mg键较强的材料比晶体中Ce-Mg键较强的材料有着更好的延展性。