钢锭模温度场与应力场电算模型的研究

对鞍钢JB12.25吨扁锭应用直接差分法进行了钢锭温度场计算,又在IBM微机上应用有限元法进行了模子热应力场的的计算和分析,并对热应力的分布及变化规律作了初步讨论.采用该模型将为优化模型设计,均匀热应力分析和提高模子寿命奠定了基础.     

低能粒子轰击(001)2×1表面重构金刚石的计算机模拟

利用Tersoff势和分子动力学方法研究了初始动能为500eV的硼原子注入金刚石的微观行为.结果表明:硼注入后产生温度为5000K的热峰,其寿命为0.18ps;同时产生了半径为0.45nm的局部非晶化区域,三重配位原子数占该区域原子数的7%.硼原子以B〈110〉分裂间隙的形式存在于金刚石结构中.     

离子注入对Cr4Mo4V轴承钢摩擦学性能的影响

在Cr4Mo4V轴承钢表面等离子体浸没注入(PIII)了氮离子(N+)、类金刚石(DLC)、碳化钛(TiC),测量了处理前后试样表面的显微硬度,在干摩擦条件下进行了与Si3N4陶瓷球对磨的摩擦学实验,通过光学显微镜观察了磨损表面形貌,分析了磨损机理。结果表明:离子注入后显微硬度明显增大,注入TiC的试样增幅最大,达到54.7%;注入TiC的试样摩擦系数下降到约0.2,最小磨痕宽度减小了50%;未处理和注入N+试样的磨损机理主要以粘着磨损为主,但注入N+试样磨损程度有所减轻;注入DLC和TiC的试样主要磨损机理以疲劳磨损为主;离子注入TiC表面改性的表面综合性能最好,其次为注入DLC、注入N+。     

辐照金刚石的电子顺磁共振

对不同类型的金刚石辐照前后的电子顺磁共振波谱进行了研究．结果表明,人工辐照能使不同类型的金刚石产生类似的具顺磁性的中心（电子－空穴心）,但在相同辐照条件下辐照金刚石时,其顺磁中心浓度并不一致,该浓度与金刚石中杂质氮类型和含量以及金刚石的质量有关．该研究为金刚石辐照改色条件的控制指明了方向．     

金刚石滚轮的制造与研究

本文通过对加工金刚石滚轮的关键工序——阴模制造、金刚石及金属电沉积过程控制等的分析和研究，达到了提高金刚石滚轮的寿命及精度的目的。     

冷却液对金刚石-岩石摩擦副润滑作用的测定

介绍一种测定冷却液润滑性的装置，这种冷却液用于金刚石钻头与金刚石锯片磨削岩石，它对金刚石。岩石摩擦副起润滑作用，可大幅度提高金刚石钻头与锯片的寿命和效率；此外，还讨论了冷却液润滑性对金刚石钻头钻进效率的影响。     

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.     

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.     

T8A架子车条帽模热处理工艺实验结果

我们对武威架子车厂的条帽模在热处理工艺上进行了实验。原来条帽模的寿命很不稳定,忽高忽低,是厂里一个老大难问题,真对这种情况我们首先向工人师傅学习,了解条帽模的工作状况和热处理工艺。 该厂原来条帽模的工序是:下料→退火→机加工→淬火→使用,其退火工艺曲线见图1。为什么要加这道退火工艺?我们请教工人师傅,他们说:“原材料的硬度高,加工不方便”。该厂原来的淬火工艺见图2。我们把热处理好的模子送到具体操作的工人师傅使用,发现模子的寿命很不稳定,有的打30公斤左右条帽,有的打10公斤条     

提升金刚石的韧性:同质外延生长周期性氮掺杂纳米多层单晶金刚石

采用微波等离子体化学气相沉积生长周期性氮掺杂纳米多层单晶金刚石。通过光发射谱判定腔室中气体（CH₄和H₂）的残余时间,确定纳米多层的生长工艺,进而获得周期性氮掺杂纳米多层单晶金刚石。当周期性氮掺杂纳米多层中单个氮掺杂层的厚度约为96 nm时,在杨氏模量为1000 GPa下,其断裂韧性为18.2 MPa?m1/2。周期性氮掺杂CVD层的断裂韧性约为HPHT籽晶的2.1倍。周期性的氮掺杂层产生了周期性的压应力和张应力,因此显著提高了金刚石的断裂韧性。高韧性的单晶金刚石在高压顶砧和刀具上具有广泛的应用。     

孕镶金刚石钻头加工工程陶瓷的性能研究

根据工程陶瓷的性能特点,研制了孕镶金刚石钻头并对其进行孔加工实验研究.从工具磨损、工具寿命、加工效率及加工质量等方面对钻头加工工程陶瓷的性能进行了全面分析.发现钻头的整个磨损过程可分为3个阶段;孔加工时间随孔数近似呈周期性变化;钻压和钻头壁厚适当时,可获得更高的加工效率或者工具寿命.针对工程陶瓷的孔加工缺陷,提出了预压应力钻削法以改善其入、出口的加工质量.结果表明:所研制的金刚石钻头完全胜任工程陶瓷的磨削钻孔加工.该文成果为孕镶金刚石工具在工程陶瓷孔加工领域的应用提供了技术基础.     

氮杂质对人造金刚石性质的影响

采用触媒渗氮方法, 用触媒Co（纯度99.99％）渗氮, 经不同酸洗时间后与SK₂石墨合成, 获得人造金刚石晶体. 利用电子自旋共振(ESR)谱和摄谱方法研究氮杂质对人造金刚石性质的影响. 结果表明, 人造金刚石样品中顺磁氮占总氮体积分数的比例随总氮体积分数的增加而增大, 金刚石变脆, 抗压强度降低, 颜色由黄变绿.      

类金刚石在汽车零部件上的应用

利用射频/直流脉冲(RF/DC pulsed)技术,以气体A-C:H(乙炔)为原料,在高速钢基体(HRC65)和汽车活塞销上制备了类金刚石(Diamond-like carbon,DLC)涂层。采用激光Roman光谱仪研究了DLC的结构组成,利用摩擦磨损试验机测试了不同摩擦副在干摩擦和油润滑环境下的摩擦系数及耐磨寿命,最后用光学显微镜观察了汽车活塞销涂层类金刚石前后的表面形貌。结果表明:采用此方法在汽车活塞销上制备的类金刚石涂层光洁度高,摩擦系数小;摩擦副之间的硬度差对其耐磨寿命具有很大的影响,加入润滑剂可以抵消这种影响;汽车活塞销涂层类金刚石在工作一定时间后,表面粗糙度降低,耐磨寿命提高,同时DLC对摩擦副具有抛光润滑作用,是一种汽车零部件优选的抗磨减磨涂层材料。活塞销涂层类金刚石实际装车现场测试表明,寿命比没有涂层的活塞销提高4.5倍,未来可以作为汽车零部件表面的保护涂层。     

N离子注入金刚石膜方法合成的CNx膜的成键结构

使用N离子(能量分别为10keV,60keV)注入金刚石膜方法合成CNx膜,用Raman光谱和XPS光谱研究注入前后金刚石膜的成键结构.结果表明,金刚石膜经10keVN离子注入后,在Raman光谱中出现一个较强的金刚石峰(1332cm-1)和一个弱的石墨峰(G带,～1550cm-1).而XPSN15资料显示两个主峰分别位于～398.5eV和～400.0eV.金刚石膜经60keVN离子注入后,N15XPS光谱中的主峰位于～400.0eV;相应地,Raman光谱中的石墨峰变得较强.通过比较,对注入样品的XPS谱中N15的成键结构作如下归属～400.0eV属于sp2C-N键;～398.5eV则属于sp3C-N键.     

高质量CVD金刚石薄膜涂层拉拔模的制备与应用研究

介绍化学气相法(Chemical Vapor Deposition,CVD)制备CVD金刚石薄膜涂层拉丝模方法,并在线材的拉拔生产过程中对其性能进行了应用研究.首先,采用热丝化学气相沉积法(Hot Filament Chernical Vapor Deposition,HFCVD)在硬质合金拉丝模的内表面(内孔直径为(φ)3.8mm)沉积了高质量的CVD金刚石薄膜.并采用扫描电镜、拉曼光谱对沉积在模具内孔表面的CVD金刚石薄膜的表面形貌、薄膜质量进行了检测和评估.在实际拉拔生产线上对制备的CVD金刚石薄膜涂层拉拔模具进行了应用试验.结果表明,金刚石薄膜涂层拉丝模的工作寿命比传统硬质合金模具提高了8～10倍,并且拉制的线材具有更好的表面质量.     

离子注入改善人造多晶金刚石耐磨性的研究

关于金刚石离子注入改性研究,早已引起人们的重视,并相继发表了一些研究成果.而有关离子注入改善人造多晶金刚石耐磨性的研究,迄今未见报导.我们从1982年初开始进行离子注入改善人造多品金刚石耐磨性的研究.选用的试样是工业上用于修磨砂轮的人造多品金刚石修整笔(下简称修整笔),离子注入后和未注入的试样均在碳化硅砂轮上进行干磨损试验.试验结果表明,离子注入可以显著     

CVD金刚石涂层刀具在石墨加工中的应用

CVD金刚石涂层是一种新型材料,相比于硬质合金具有更高的切削性能,适用于有色金属和非金属材料的切削加工.本文利用CVD金刚石涂层刀具和硬质合金刀具对石墨进行切削试验,将两种刀具寿命作比较,结果表明：CVD涂层刀具有高硬度、低摩擦系数、高耐磨和高导热的优异性能,与未涂层刀具相比,大幅提高了刀具的耐用度.     

人造金刚石表面金属化新技术

采用磁控溅射离子镀技术在人造金刚石表面镀附μｍ级金属钛膜，该镀层实现了金刚石与金属结合剂的冶金结合，从而提高了金刚石工具的使用效率和寿命，解决了目前镀附设备投资大或单次镀附量少的问题，为推广应用提供了广阔前景。     

正向衰减电压与载流子寿命的关系

本文研究了不同结构工艺参数的电力半导体器件正向衰减电压与器件在大注入、中注入、小注入条件下,体内载流子有效寿命的关系。为在各种不同注入水平下载流子寿命的测试与分析提供了理论和实验依据。     

石墨-金刚石复合阴极的强流脉冲性能

为满足高功率微波系统对电子束质量的要求,对相对论返波管现用石墨阴极通过涂覆掺氮超纳米金刚石(UNCD)薄膜进行改性处理,以提升石墨阴极的强流脉冲发射性能。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和Raman光谱仪及X射线光电子能谱仪(XPS)详细分析了掺氮UNCD薄膜的微观形貌和组成成分,在自制相对论返波管上完成强流脉冲性能测试。结果表明,与原始石墨阴极相比,石墨-金刚石复合阴极的电流发射密度提升25%,放气率最大可降低60%,说明用掺氮UNCD薄膜表面涂覆改性石墨阴极是一种提升阴极性能的有效途径。