熔渗法合成金属结合剂金刚石烧结体的研究

本文采用熔渗法和事法进行了合成金属结合剂金刚石烧结体的对比实验；对实验结果进行了讨论；研究了金刚石的粒度对烧结体磨耗比的影响；探讨了两种方法的使用范围。     

煤矿井下用内锥型聚晶金刚石复合片钻头工作状态模拟分析

为提高煤矿井下硬岩钻进破岩效率,设计了Φ94 mm内锥型PDC钻头;并对其进行了破岩过程仿真分析,以研究其受力特性。结果表明:与相同规格三翼内凹PDC钻头相比,在同等工况条件下,内锥型聚晶金刚石复合片箭头(polycrystalline diamond compact bit,PDC)所需轴向载荷降低近13%,破岩效率提高近30%;内锥型PDC钻头破岩受到的径向不平衡力占钻压的9.8%,钻头容易产生涡动;因此对于内锥型PDC钻头应关注其侧向力平衡的设计。根据分析结果,试制Φ94 mm钢体内锥PDC钻头并进行现场试验,相比于工区现用Φ94 mm普通钢体三翼内凹PDC钻头,试验钻头平均寿命提高2倍左右、破岩效率提高40%以上,表明研制的新型内锥PDC钻头有助于降低钻进成本,提高破岩效率。     

强研磨性硬地层聚晶金刚石复合片孕镶块混合钻头优化设计试验

为更加合理地设计适用于强研磨性硬地层的混合金钢石复合汽钻头(PDC)钻头,首先对东北油田、青海油田钻进火成岩地层磨损的PDC钻头进行收集,运用ST—500A电子显微镜和ⅤⅢⅢ2.2C相机测量软件分别从宏观和微观两个方面观测PDC切削齿的磨损形态,分析其磨损机理,找出失效原因。测量钻头冠部刨面线上切削齿的磨损高度,绘制PDC钻头切削齿磨损分布曲线,为PDC钻头的改进提供理论指导。设计并加工PDC孕镶块混合微钻头进行室内钻孔实验,研究不同切削齿出露量对钻头破岩效率的影响规律,并对PDC孕镶块混合钻头进行优化后设计了一种PDC孕镶块全尺寸混合钻头,用于东北油田辽松盆地金山区块金谷1-1HF井的基底地层钻进,相比同井段的PDC及牙轮钻头,钻速与进尺均有较大提升。     

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．     

在不同衬底上用纳米引晶法选择性生长金刚石薄膜

采用光刻工艺和纳米引晶技术 ,在抛光的单晶 Si衬底上形成带有超细金刚石纳米粉的引晶图案 ,并利用引晶处与抛光 Si处金刚石成核密度的巨大差异 ,在光滑的 Si3N4 和 Mo衬底上实现金刚石薄膜的高选择性生长 .     

G010668-07银基纳米晶金刚石超微粉复合镀层电接触材料的研究

鉴定证书编号苏科鉴字[2000]第807号 　　组织鉴定单位江苏省科学技术厅 　　权属单位东南大学 　　地址南京市四牌楼2号(210096) 　　鉴定日期 2000.12.14 　　……     

恒温时间对PCD复合片高频感应钎焊性能影响研究

采用AgZnCuMnNi钎料高频感应钎焊聚晶金刚石复合片(PDC)与硬质合金,研究了690℃钎焊温度下不同恒温时间对其钎焊性能的影响.利用扫描电镜、电子探针、X射线衍射仪等对钎缝界面和聚晶金刚石(PCD)层的热损伤进行了分析,并测试了钎缝抗剪强度.结果表明:钎缝内主要存在Ag基固溶体、Cu基固溶体、Cu0.64Zn0.36相和少量MnNi相,恒温时间15s时,含Cu基固溶体、Cu0.64Zn0.36相和MnNi相的灰黑色晶粒对钎缝起到弥散强化作用,钎缝抗剪强度达最大值350.6MPa;随着恒温时间的延长,灰黑色晶粒平均等积圆直径逐渐变大,钎缝边界形成连续金属间化合物层,抗剪强度下降;PCD层的热损伤随钎焊中恒温时间的延长而加剧,生产中应采用较短的恒温时间.     

复合纳米颗粒膜的有效极化率研究

应用复合二元颗粒材料的空间平均电场 、平均电位移 之间的关系及复合介质的非线性光学性质,表示出复合介质的有效介质函数 。假设在线性极限下第i组份的 为常数时,应用微扰理论,导出了复合介质的非线性有效极化率 ,该结果与MG近似理论和EMA近似理论比较应用范围更广。用该理论对Cu纳米颗粒嵌入（SiO2）基质中组成Cu-SiO2薄膜进行相应分析,其结果与Hamanaka的实验结果相吻合。     

复合纳米颗粒膜的有效极化率研究

应用复合二元颗粒材料的空间平均电场、平均电位移之间的关系及复合介质的非线性光学性质,表示出复合介质的有效介质函数εe=F(ε_1,ε_2,f1).假设在线性极限下第I组份的ε_I(I=1,2)为常数时,应用微扰理论,导出了复合介质的非线性有效极化率x_e,该结果与MG近似理论和EMA近似理论比较应用范围更广.用该理论对Cu纳米颗粒嵌入(SiO_2)基质中组成Cu-SiO_2薄膜进行相应分析,其结果与Hamanaka的实验结果相吻合.     

多孔金属结合剂金刚石砂轮节块的有限元分析

利用十四面体模型描述开孔金属结合剂金刚石砂轮胎体的胞体结构,并用有限元方法确定材料的弹性模量,进而将金刚石以增强颗粒的形式加入胎体材料中,形成开孔结构的金属结合剂金刚石砂轮节块的有限元模型。数值分析了以金刚石为增强颗粒的多孔金属结合剂复合材料在横向剪切载荷下的应力情况。结果表明,多孔金属结合剂金刚石砂轮节块在承受横向剪切载荷下,最大应力发生在胎体上,这与试验中节块断裂往往出现在胎体中孔的棱边上相一致。     

基于PCD刀具与硬质合金刀具的硅铝合金高速切削性能研究

针对硅铝合金切削过程中极易产生粘刀并形成积屑瘤,采用正交试验法,以PCD刀具和硬质合金刀具对硅铝合金材料进行高速切削试验,并通过极差分析法分别得到这两种刀具切削硅铝合金时切削参数的最优组合;同时根据每次试验的加工表面粗糙度值和加工表面形貌特征,为了获得更好的表面加工质量,硅铝合金材料的切削加工宜采用PCD刀具。     

聚晶金刚石复合片非脆性去除磨削机理研究

聚晶金刚石(polycrystalline diamond,PCD)的磨削是PCD刀具制造中的关键环节,磨削参数的变化影响PCD的去除方式,进而决定刀具的切削性能.通过扫描电镜观察分析腐蚀后的PCD磨削表面微观形貌,研究了金刚石砂轮磨削PCD中的刻划作用、滑擦作用和热化学反应等非脆性去除机理,及其与磨削参数的关系.结果表明:刻划作用仅在砂轮磨粒较锋利时产生作用,多存在于湿磨初期;砂轮磨钝后,滑擦作用和热化学反应是PCD的主要去除方式,且滑擦作用与热化学反应同时发生.通过设计一组特殊磨削试验,间接证明了磨削后的PCD表面存在由热化学反应产生的软化层.     

电沉积镍-磷-纳米金刚石纳米复合镀层性能研究

利用电沉积法制备了镍-磷复合镀层和镍-磷-纳米金刚石纳米复合镀层,对镀层的结构和形貌进行了表征,研究了热处理温度对复合镀层硬度、摩擦性能的影响．研究发现,与电沉积Ni-P合金镀层相比,镍-磷-纳米金刚石复合镀层具有较高的酎磨性和较低的摩擦系数,硬化峰值出现在673K左右．另外,对纳米复合镀层性能改善的机理进行了讨论．     

阳极键合用微晶玻璃的组成与析晶性能

以Li2O-A12O3-SiO2(LAS)系统微晶玻璃为研究对象,目的是开发新型微晶玻璃以代替现有的阳极键合用耐热玻璃.采用传统熔体冷却方法,研究以TiO2,ZrO2和P2O5为晶核剂,以Sb2O3为澄清剂,以含Na2O,MgO,ZnO的Li2O-A12O3-SiO2系微晶玻璃为基础组成,采用二步法热处理制度制备出符合阳极键合要求的微晶玻璃材料.利用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微分析(SEM)等测试技术对微晶玻璃的晶相和显微结构进行了测试与分析.结果表明,微晶玻璃的主晶相为β-锂辉石或β-石英固溶体,热膨胀系数为(20.207～31.113)×10-7℃-1.     

金刚石聚晶薄膜制备及其电子场的发射性能

微波等离子体化学气相沉积是制备微/纳米结构的方法之一,使用该方法在陶瓷衬底上制备微米金刚石聚晶材料薄膜。利用扫描电子显微镜表征了材料的表面形貌,单元尺寸一致,分布均匀。使用X射线衍射和拉曼光谱分析了薄膜的结构,测试了薄膜材料的电子场发射性能。数据表明:制备的薄膜材料开启电场为1.25V/μm,在2.55V/μm的电场下,其电子场发射电流密度达到6.3mA/cm2。     

镍铁结合剂电沉积金刚石套料钻的性能研究

研制了适用于SiO2先进工程陶瓷加工的新型电沉积金刚石套料钻,其结合剂为镍铁合金。介绍了该钻头的沉积工艺参数和基本特性。通过对钻头寿命、加工效率和质量的实验研究,对钻头的切削性能进行了评价。结果表明,所研制的套料钻比镍钴结合剂钻头具有更高的切削效率和耐磨性能。该钻头同样适用于其它硬脆性材料的加工。     

磨盘材料对聚晶金刚石复合片磨削规律的研究

1 前言 人造聚晶金刚石复合片(简称PCD复合片),是70年代以来开始研究使用的新型超硬材料,具有高硬度、耐磨性、抗振性和良好的导热性,用途广泛。由于硬度极高,精加工十分困难。本试验的目的是探讨PCD与何种磨盘、以何种速度研磨为好,且磨削速度最大,以寻求一种经济、便捷的机械研磨精加工方法。     

聚晶金刚石复合片车削花岗岩的磨损规律

利用工具显微镜和测力仪观测聚晶金刚石复合片(PDC)刀具车削花岗岩的过程,采用扫描电子显微镜观测PDC刀具的磨损断口形貌.研究结果表明:PDC刀具车削花岗岩的磨损过程可以分为初始磨损阶段、快速磨损阶段和稳定磨损阶段;单次受力曲线呈周期性波动上升;PDC刀具的磨损是由于冲击与磨削同时作用的结果,且以磨削为主,冲击为辅;PDC的磨损过程中既有磨料磨损,也有疲劳磨损,是多种磨损形式组合的结果;PDC的磨损与断裂足由于W和Co粘结相承受不住外加载荷,率先发牛断裂而导致与其粘结在一起的金刚石发生了脱落.     

轴承钢表面镍基纳米金刚石的复合电镀

为提高滚动轴承表面硬度、耐磨性和使用寿命，按均匀试验设计，使用镍基复合电镀技术，探索了纳米金刚石微粒大小、质量浓度、电镀电流密度、镀液成分、温度及pH值等8个因素的各6个水平在不同组合下对轴承表面质量、硬度、结合力和金相组织等镀层性能的影响．试验表明：合适的纳米金刚石微粒大小、质量浓度、电镀电流密度、镀液成分、温度及pH值组合，可以有效提高轴承的表面硬度和耐磨性，表面金相组织均匀致密，从而达到提高轴承使用寿命的目的．     

电子束辐照对二氧化锡纳米晶生长的影响

通过溶胶凝胶法制备二氧化锡纳米晶,然后利用电子束辐照技术对其进行辐照。与未辐照样品对比表明:辐照样品的结晶性更好,比表面积比未辐照样品明显提高,辐照剂量为1 400kGy,辐照样品的比表面积近2倍于未辐照样品。同时发现辐照样品在538和680cm-1出现了新的拉曼峰。研究结果表明:电子束辐照技术对二氧化锡纳米晶成核和量子点生长是一种重要手段。