金刚石结块磨粒排布层间距实验

分析现有磨粒层间距估算方法,采用洛氏金刚石压头对中等硬度花岗石G603直线等深度划擦.通过测量相同划擦深度、不同划擦间距下划擦过程的划擦力,观察划擦后划痕的形貌,综合分析划擦过程材料去除与划擦力和划痕间距的关系,并优选磨粒排布层间距.实验结果表明:磨粒层间距L存在一临界值间距L_s.当L≤L_s时,划擦力随着L的增大而增大,磨粒间工件材料可通过干涉式整体体积破碎去除;当L>L_s时,磨削力趋于稳定,不随L增大而变化,磨粒协同干涉作用消失,磨粒间工件材料无法成片去除.     

多层金刚石薄膜制备工艺和应力分析研究

采用热丝化学气相沉积方法,优化金刚石薄膜制备工艺。通过改变甲烷浓度成功制备出厚度均匀的多层金刚石薄膜,实现了多种调制周期的金刚石薄膜制备,调制周期最小至100 nm。通过拉曼光谱和X射线衍射方法对单层以及多层金刚石薄膜进行应力分析,发现单层结构中,微米金刚石薄膜应力最大,随着金刚石晶粒尺寸的减小,薄膜应力减小;多层金刚石薄膜结构中,微米层与纳米层均匀交替生长,有效地降低了薄膜应力,有利于提高金刚石薄膜在应用中的稳定性。     

甲烷在硅底靶上吸附的计算机模拟研究

采用Tersoff和Brenner作用势,用分子动力学模拟方法,研究了甲烷入射到硅（001）-（2×1）表面的动力学过程。通过定点入射模拟计算出6个代表点的吸附阈值,分析了多种吸附结构。计算了随机入射的吸附概率。讨论了入射位置以及甲烷荷能大小对吸附结构的影响。     

汽车玻璃磨边工具技术改善

随着汽车行业高速发展,汽车玻璃这一汽车车身中必不可少的附件需求大增,不断提高的产品质量和CNC自动化设备的高线速,使汽车玻璃的生产商对加工工具性能提出了更高的要求,本文介绍了通过改变金刚石磨料、优化产品设计、改善成型加工工艺等方法,开发制作的产品性能达到了国外同类产品先进水平,具有较好的经济性和实用价值.     

使用微感应耦合等离子体射流源高速沉积类金刚石碳膜

提出了一种基于13．56MHz激发的微感应耦合等离子体射流源,含碳的等离子体射流在绕有水冷线圈的石英管中产生．激光拉曼光谱及紫外-可见光谱分别用以研究基片负偏压对所生长的非晶碳膜结构特征的影响．结果表明：碳基微等离子体射流具有很强的活性,碳膜的生长速率高达0．8μm／min,但随着衬底负偏压的增加而降低;Raman光谱显示在1350cm^-1、1580cm^-1附近存在D峰、G峰,是典型的类金刚石碳膜;薄膜中碳主要以sp^2、sp^3碳及无序的聚合碳链形式存在,随偏压的增加,薄膜中聚物碳链结构被打断,分解形成sp^2、sp^3碳杂化态,Raman荧光本底减弱,sp^2和sp^3的含量之比增加,光学带隙呈现降低趋势．     

金刚石砂轮的雾气中放电修整技术

提出基于电火花加工原理的雾气中放电在线修整金刚石砂轮方法.利用电火花成形机床进行雾气中电火花修锐青铜结合剂金刚石砂轮的实验,研究了修整过程中的不同放电参数对修整效率的影响.用VH-800三维数字显微镜观察电火花修锐前后金刚石砂轮表面的微观形貌,考察了砂轮修锐前后表面峰点高度分布的变化,比较了不同放电参数作用下不同的修锐效果.实验证明,雾气中电火花放电技术应用于金刚石砂轮的修锐是可行的,雾气中放电对金属结合剂金刚石砂轮进行修锐时存在一个合适的修锐参数范围,在该范围内修锐可以获得较好的效果.     

热丝化学气相法合成金刚石的温度场仿真及试验

为了对热丝化学气相法沉积金刚石薄膜的工艺进行优化,提出了以有限元法模拟金刚石薄膜沉积系统三维温度场的新方法.在有限元仿真中,分析了温度场中热丝温度、直径、热丝排布、热丝与衬底距离等参数对衬底温度及均匀性的影响.在此基础上,通过热丝化学气相法沉积金刚石薄膜和生长单晶金刚石颗粒的试验验证了仿真结果的正确性.实验和仿真结果一致表明,热丝排布以及热丝与衬底间距离是影响金刚石薄膜沉积温度场的主要因素.     

工程陶瓷用孕镶金刚石钻头的性能优化

为提高孕镶金刚石钻头加工工程陶瓷时的钻进效率、延长工具寿命,对钻头性能进行了优化研究.分析了孕镶金刚石钻头加工氧化铝工程陶瓷的磨损机理,采用更高品质的金刚石磨粒和新的胎体配方及制造技术研制了四种钻头.钻削试验及扫描电镜分析表明:高品质金刚石磨粒可有效提高工作磨粒的比例,提升钻进性能;四种钻头的磨损性能各不相同,采用Cu50Co25Sn18Ti7(wt%)胎体配方钻头的金刚石磨粒出刃高度高,胎体与磨粒的粘结性能好,胎体磨损速度与金刚石磨损速度匹配性较好,钻头的钻削综合性能最好,其加工效率和工具寿命较其它钻头分别提高了近1.4倍和7倍.     

铁镍触媒合成金刚石内部包裹体的研究

分析铁镍触媒合成金刚石内部的包裹体成分及形成原因. 结果表明: 金刚石晶体中的包裹体主要以FeNi合金和Fe₃C形式存在; 随着生长速度加快, 金刚石内部包裹体的点状分布逐渐增多; 在不同温度下, 进入金刚石晶体内部包裹体的方式不同; 随着包裹体的增多, 合成的金刚石晶体硬度降低. 通过调整合成工艺, 合成了包裹体含量极少、 粒度约为0.6~0.7 mm的金刚石单晶.     

仿生耦合孕镶金刚石钻头的试验及碎岩机理分析

为了提高孕镶金刚石钻头的时效和寿命,将仿生耦合理论引入钻头设计中,并加工仿生耦合孕镶金刚石钻头.对仿生耦合钻头的碎岩机理进行阐述,并对岩粉进行对比分析.研究结果表明:与普通孕镶金刚石钻头相比,其机械钻速提高42.7%,寿命提高73.8%;仿生耦合钻头底唇面上的比压增加有利于钻头的自锐,也有利于岩石表面微裂纹的扩展,增加岩石的润湿层;非光滑表面的存在能产生微型流场,改善金刚石的冷却条件;仿生耦合钻头碎岩产生的岩粉颗粒直径远大于普通孕镶金刚石钻头产生的岩粉颗粒直径.