稀土元素La在金属胎体-金刚石复合材料中的作用

研究了不同热压烧结条件下,稀土元素La对铜基胎体-金刚石复合材料的抗弯性能和断口形貌的影响。结果表明：加入适量的La,可以减少胎体中孔洞缺陷,改善胎体的组织结构,提高胎体性能;适量La可以净化金刚石表面,提高金刚石颗粒和金属胎体之间的黏结性能,并能进一步提高金属胎体-金刚石复合材料的性能。     

球磨时间对Mg2Si组织和性能的影响

采用机械合金化+热压烧结制备Mg2Si金属间化合物.研究球磨时间对烧结产物的物相、微观形貌、硬度及致密度的影响.结果表明:随着球磨时间的延长,Mg、Si粉末的晶粒得到细化,机械合金化过程中没有形成Mg2Si,Mg2Si的形成需要一定的孕育期,热压烧结后产物的组织更加均匀,烧结过程中反应更加充分,硬度和致密度呈现先增大后减小的趋势.     

微胞结构复合材料界面的TEM研究

利用TEM研究了通过放电等离子烧结（Spark Plasma Sintering,SPS）方法制备的AlMnCe/Al2O3微胞结构金属/陶瓷纳米复合材料界面的微观结构。结果表明,Al2O3纳米粉末在放电局域高温作用下形成了胞壁烧结体相,纳米Al2O3胞壁层与AlMnCe胞体合金之间有70 nm的熔渗过渡区,界面结合良好。纳米Al2O3胞壁层的烧结暗示SPS烧结条件下的温度分布具有明显的微观局域性差异,界面处有放电引起的短时高温经历。     

稀土Ce的添加方式对WC-Co硬质合金性能的影响

采用以共沉淀方法制备的Ni-Ce复合粉末、真空蒸镀W的金刚石等为原料,热压活化烧结,制取了具有高强度、高硬度的稀土金刚石增强WC-10%Co-5%Ni硬质合金复合齿.观察稀土金刚石增强WC-10%Co-5%Ni硬质合金复合齿的显微结构,测试其硬度、密度、断裂强度、抗冲击性能、磨耗比.研究结果表明:采用热压活化烧结获得的稀土金刚石增强WC-10%Co-5%Ni硬质合金复合齿的洛氏硬度为90,断裂强度为1918 MPa,抗冲击性能>200 J,磨耗比为30.21.采用中间合金Ni-Ce的方式加入稀土Ce使稀土在合金中的分布更均匀.     

Cu40Ni30Fe20Sn5Ti5多主元合金/金刚石复合材料界面反应行为

采用放电等离子烧结方法制备Cu40Ni30Fe20Sn5Ti5多主元合金/金刚石复合材料,通过热力学计算和实验研究黏结相和金刚石的界面反应,分析界面反应对复合材料力学性能及磨损性能的影响。研究结果表明：烧结过程中,多主元合金黏结相中的Ti元素与金刚石在界面处发生了化学反应,生成TiC,且TiC层的厚度随着烧结温度和压力的升高而增加。在950℃烧结的复合材料中,TiC层较厚且致密,黏结相与金刚石界面结合良好,材料的硬度和横向断裂强度最高,此外,金刚石出露良好,能发挥较好的磨损作用,耐磨损性能也最好。当烧结温度高于950℃时,金刚石受到热损伤导致石墨化程度增加,多主元合金黏结相和金刚石的界面结合强度减弱,复合材料的横向断裂强度和磨损性能均降低。因此,适当的界面反应可提升金刚石复合材料的服役性能。     

适合溪洛渡地层钻进的金刚石钻头的研制

根据溪洛渡地层硬、脆且存在层间层内错动、裂隙发育和较强研磨性的特点 ,着重就金刚石钻头胎体和烧结工艺进行研究 ,研制出热压孕镶金刚石钻头 ,以提高钻进效率 ,缩短钻探施工工期 ,保证电站施工顺利进行     

Cr_2AlC颗粒增强Cu基复合材料的制备与性能表征

采用热压烧结方法制备以三元层状碳化物陶瓷Cr2AlC为增强相的Cu-Cr2AlC复合材料.利用X射线衍射(XRD)和光学显微镜研究复合材料的物相组成和组织形貌;利用维氏硬度仪和万能试验机测试其维氏硬度和抗拉力学性能;利用扫描电镜观察样品拉伸断口形貌.结果表明,当Cr2AlC的体积分数为20%时增强效果最佳,屈服强度和抗拉强度分别达到230和315MPa;Cu基体晶粒细化及增强颗粒与基体之间良好的界面结合是材料强化的主要原因.     

工艺参数对烧结法制备高铝青铜涂层的影响

利用真空热压烧结技术,在45#钢基体上制备高铝青铜合金涂层.采用SEM、EDS、XRD、显微硬度计和万能力学试验机对涂层和界面的微观组织、涂层相结构、元素分布、显微硬度以及界面结合强度进行表征,研究涂层制备工艺参数对制备的涂层组织和力学性能的影响.结果表明:合金涂层的适合烧结温度为900℃,合适的粉体粒度为-300目的细粉,该参数下烧结时涂层显微硬度可达392.6HV,抗压强度以及抗弯强度分别为1 225.8MPa和791.3MPa;烧结时加入钎焊剂后使涂层致密化程度提高、均匀细化程度增加,显微硬度可达383.5~409.4HV,涂层与基体形成结合带,结合强度为38.2MPa,能谱分析表明,界面结合处发生元素扩散,同时生成新相AlB2和Fe3B.     

适合于研磨性硬地层的新型孕镶金刚石钻头优化设计试验研究

针对现有钻头在研磨性硬地层中普遍存在钻速低、寿命短的问题,研制了一种孕镶钻齿,通过室内试验优选胎体配方和金刚石参数,设计了一种新型孕镶金刚石钻头,并进行了现场应用。孕镶钻齿设计为圆柱形,以铸造碳化钨和碳化钨为胎体骨架材料,以浓度为25%、粒度为80目的天然金刚石颗粒为磨削元件,采用热压工艺烧结合成。新型孕镶金刚石钻头冠部形状设计为直线-圆弧-圆弧型双锥剖面,采用等间距高密度径向布齿,布齿间距为2 mm,采用横卧和竖立两种方式周向布齿。现场应用结果表明,新型孕镶金刚石钻头可提速79%左右,使用寿命是牙轮钻头寿命的2倍以上。     

金刚石与胎体浸润状况的微观分析

采用磁控溅射方法在金刚石表面镀覆一层金属Ｔｉ，经热压成形制成金刚石磨块．利用扫描电子显微镜对金刚石磨块中金刚石与胎体的界面成份进行分析，发现在金刚石的表面镀覆了金属Ｔｉ以后，金刚石对胎体的湿润状况明显改善，提高了结合强度，因而有利于提高金刚石工具的使用寿命     

钴基结合剂对金刚石把持力的研究

概述金刚石锯片的工作机理，指出钴基结合剂的致密度、硬度与金刚石把持力的关系，且以加入与不加入金刚石的结块的抗弯强度损失率的对比试验为主要依据，提出并论证增强钴基结合剂对金刚石把持力的两个可行途径──部分液相烧结与加入强碳化合物形成元素．     

液相烧结SiC陶瓷的微观结构

采用Al2O3、Y2O3为助烧剂,液相烧结获得了致密的α－SiC和β－SiC陶瓷,并研究了SiC了烧结体的物相组成和微观结构。实验结果表明,Al2O3,Y2O3原位形成了YAG,材料以液相烧结机制致密化,α－SiC通过溶解和再析出机制,促进晶体生长,并形成“Core/Shell”结构,物相分析表明,β－SiC陶瓷粉末在烧结过程中发生β→a的相变,微观结构观察显示,β-SiC陶瓷中生成了长柱状晶粒。     

热压合成AlON-VN复相陶瓷的研究

在对V-Al-O-N体系热力学分析的基础上热压合成了阿隆-氮化钒(AlON-VN)复相陶瓷,通过XRD分析证实合成了AlON-VN复相陶瓷。力学性能分析的结果是AlON-VN复相陶瓷的抗弯强度和断裂韧性都高于纯AlON陶瓷,并且随烧结温度的增加,AlON-VN复相陶瓷的抗弯强度和断裂韧性先增加后减小,试样断口SEM分析结果证实断裂方式以沿晶断裂为主,并伴有少量的穿晶或解理断裂。     

放电等离子烧结制备碳化硅块材及其高温导热性能研究

通过放电等离子烧结制备了碳化硅块材,分析了烧结温度、保温时间等对碳化硅块材的密度、物相组成、微观形貌和硬度的影响,并对其高温导热性能进行了测试.结果表明,当烧结温度为1800℃,保温时间为5min时,通过放电等离子烧结能够获得致密度为98%的碳化硅块材.与传统热压烧结相比,放电等离子烧结制备的碳化硅块材的热导率略低,其主要原因是放电等离子烧结的保温时间较短与烧结样品的致密度略低,且晶界结合性较差所导致.     

高能球磨-热压烧结制备定向排布板状WC硬质合金

采用高能球磨辅助特殊的热压烧结工艺制取定向排布板状WC硬质合金,研究了烧结温度和球磨时间对板状WC晶粒形成及其定向排布的影响.研究结果表明:烧结温度越高,越有利于晶粒粗化,形成大块板状WC晶粒;高能球磨中引入的缺陷是促进WC晶粒长径比提高的主要原因;WC晶粒的均匀性、粒径和长径比是影响其定向排布的主要因素.制备定向排布板状WC硬质合金是同时提高硬质合金硬度和韧性的有效方法.     

热压烧结C-SiC-B_4C复合材料组织与性能(Ⅰ)

以Cfg,SiC,B4C,TiO2为原料,热压工艺为1750~1 900℃×30 min,25 MPa,制备了C-SiC-B4C复合材料,并研究了材料的组织与性能.结果表明随热压温度升高,复合材料的体积密度、抗折强度、断裂韧性均升高;相同热压温度下随Cfg含量增加,其抗折强度降低、断裂韧性升高.在1 900℃热压,原料质量配比(质量分数,%)为Cfg20,SiC 61.7,B4C 12.3和TiO26时,复合材料的综合力学性能最佳,抗折强度为142.5MPa,断裂韧性为4.8 MPa.m21.复合材料的主晶相为层状结构的Cfg,在Cfg层间为SiC,B4C和原位生成的TiB2颗粒.复合材料的增...     

圆锯片用金刚石受热强度损失试验分析

根据热压烧结理论,通过实验,系统分析研究了一定工艺条件下,金刚石受温度影响强度损失的情况,得出烧结温度对金刚石强度的影响大于焊接温度对金刚石强度的影响,为工具制造中合理选用金刚石的强度提供参考。     

Al_2O_3／nano－SiC复相陶瓷力学性能及显微结构

研究了热压烧结Ａｌ２Ｏ３／ｎａｎｏ－ＳｉＣ复相陶瓷的力学性能及显微结构。研究表明,纳米ＳｉＣ的引入显著地改善了材料的力学性能,在ＳｉＣ添加体积分数为１０％时,Ａｌ２Ｏ３／ｎａｎｏ－ＳｉＣ复相陶瓷抗弯强度σｆ达峰值为８６９ＭＰａ,断裂韧性ＫＩｃ也达峰值为６．７ＭＰａ·ｍ０．５,比纯Ａｌ２Ｏ３基体材料分别提高１３８％和８１％。ＴＥＭ观察表明：纳米ＳｉＣ晶粒主要存在于Ａｌ２Ｏ３基体晶粒内部,形成独特的“晶内型”结构。当受外力作用时,既能因弥散的纳米颗粒诱发穿晶断裂,且穿晶断裂时,还能因晶内存在第二相颗粒而引起裂纹偏转,起到增强增韧作用。     

真空条件下钎焊单层金刚石砂轮的研究

单层高温钎焊超硬磨料砂轮具有电镀砂轮无法比拟的优异磨削性能。在真空条件下用Ni-Cr合金做钎料进行了钎焊单层金刚石砂轮的实验研究,实现了金刚石与钢基体间牢固的化学冶金结合。扫描电镜X射线能谱,结合X射线衍射结构分析发现,在金刚石界面上有Cr的碳化物Cr3C2和Cr7C3存在,而钢基体结合界面上则生成有(FexCry)C,这应是金刚石与钢基体之间具有较高结合强度的主要原因,通过磨削实验验证了金刚石确实有很高的把持强度。     

钒对金刚石工具新型铜基结合剂组织和性能的影响

通过抗弯强度测试、显微硬度和扫描电镜研究新型铜基结合剂CSF中添加V元素后组织和性能的影响.结果表明:强碳化物形成元素V可与金刚石发生界面反应,富集于金刚石表面,当V质量分数低于4%时,可通过固溶强化显著提升胎体的硬度以及胎体对金刚石的把持力,且把持力随着V的增加而增加;当V质量分数超过4%时,胎体组织不均匀,性能降低,对金刚石的把持力下降.