以科技铸造金刚石王国

<正> 在长葛市人民路200号,赫然矗立着一座占地面积1平方公里的金刚石城。城中一条宽35米,长1.5公里,投资180万元建成的黄河大道,自西向东,直达潩清河边。大道两侧,一幢幢国际标准的现代化厂房、办公楼、大学生公寓、专家别墅等建筑物鳞次栉比。这就是赫赫有名的河南黄河实业集团公司,这就是乔金岭董事长一手创办的超硬材料王国。黄河实业集团的前身——长葛县第二化工厂创办于1979年10月,现已发展     

直流辉光等离子体助进热丝CVD法沉积金刚石薄膜

要用直流辉光等离子体助进热丝CVD的方法，低温（550－620℃）沉积得到晶态金刚石薄膜。经X射线衍射谱扫描电子显微镜及Raman光谱分析表明：稍高气压有利于金刚石薄膜的快速、致密生长。     

对甲酸蒸气具有质量传感特性的类金刚石薄膜

用含有胺基的正丁胺作为碳源,用射频辉光放电方法制备出碳膜。Ｒａｍａｎ谱分析表明,该种碳膜具有类金刚石结构。红外光谱分析表明薄膜中存在着ＳＰ＾２和ＳＰ＾３结构的碳氢键。     

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.     

智能仿生PDC钻头的破岩数值模拟

为解决普通孕镶金刚石钻头(普通钻头)破岩效率低、钻进不稳定、不耐磨以及不能根据地层选择合适形态破岩等问题,结合仿生原理和非平面结构设计了新型聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact, PDC)齿和钻头底唇面,提出一种在钻头底唇面安装传感器进行岩性识别,可选择合适形态破岩的智能仿生PDC钻头(智能钻头)。利用机器学习,基于现场钻井数据对岩石性质进行分类。分析了智能钻头切削结构针对软中硬地层和硬地层具有两种工作形态,基于建立的切削模型和岩石失效准则,对智能钻头和普通钻头的破岩过程进行数值模拟对比,结果表明：机器学习的加权KNN(K-nearest neighbor)算法可很好避免样本重叠问题,可精确对岩石性质分类,其训练模型可提供给传感器进行岩性识别。破碎砂岩时,智能钻头经传感器调节将具有PDC齿的底唇面和仿生底唇面保持同一高度破岩,对比普通钻头,其破岩比能和切削力明显更小,表明其效率更高、切削更稳定;破碎花岗岩时,智能钻头经传感器调节将具有PDC齿的底唇面下放破岩,其破岩效率明显高于普通钻头,也更稳定。研究成果对石油钻井设备智能化发展有重要意义。     

直流电弧等离子体射流法沉积金刚石薄膜

金刚石以其卓越的理化性能而受到人们普遍重视。近年来兴起的低压气相合成法,为金刚石在各领域中的更广泛应用提供了光明的前景。但诸多种低压合成法的不足之处在于金刚石的沉积速率还比较低,在某种程度上限制了它的应用范围。直到80年代末,才在日本出现了一种高速沉积金刚石薄膜的方法,就是直流电弧等离子体射流方法,其沉积速率比其它低压法要高几倍到几十倍。     

单颗金刚石磨粒切削面积的推导

引进运动学中的点速度合成定理，求解单颗金刚石磨粒切削面积。通过详细的理论推导，推出单颗金刚石磨粒锯切速度方程、锯切运动方程和切削面积的计算公式。结果表明，金刚石磨粒锯切面积与前一颗金刚石磨粒所夹的圆心角成正比，并与进给速度、锯切深度成正比，也与金刚石圆锯片的转速成反比。     

辽宁金伯利岩亚微米级金刚石的发现及其意义

尽管在世界上对金刚石矿物学已进行了大量的研究,但对金伯利岩中金刚石的形成、生长的机理问题,还需要作进一步探索。为此,我们对明显保留有晶体生长过程特征的特别结构的金刚石标本进行了研究。本文讨论其中的一些发现及我们的认识。 1 研究方法 双目镜下,在观察研究金刚石形貌的基础上,选出有代表性的金刚石颗粒,将它置于铅板上,