SPS合成金剛石及其原位自生增強(qiáng)鐵鎳基復(fù)合材料的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-29 16:55
金剛石是碳的同素異構(gòu)體之一,具有所有材料中最高的硬度強(qiáng)度、優(yōu)異的力學(xué)性能,良好的熱穩(wěn)定和化學(xué)穩(wěn)定性等物理化學(xué)性能,在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用。放電等離子燒結(jié)(SPS)是一種材料快速成型的制備技術(shù),是很有前景的金剛石合成新技術(shù)。本論文根據(jù)碳和金剛石的轉(zhuǎn)變相圖,控制溫度和壓力兩個(gè)重要因素,采用碳納米管作為碳源,FeNi30為催化劑,利用SPS合成金剛石,研究最佳的碳源與催化劑比例;接著研究不同溫度對(duì)合成金剛石的影響,得出最佳的燒結(jié)工藝;另外,通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置獲得高壓,探討了不同壓力(無(wú)壓、低壓和高壓)對(duì)合成金剛石的影響,通過(guò)XRD、拉曼光譜、透射電鏡和掃描電鏡來(lái)表征合成的納米金剛石。在成功地合成了金剛石的基礎(chǔ)上,研究了原位合成納米金剛石增強(qiáng)鐵鎳基復(fù)合材料的制備與性能。研究結(jié)果表明:碳納米管在FeNi30粉末的催化作用下可以轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸。?dāng)碳納米管與催化劑質(zhì)量比例為7:3時(shí),可以生成的納米金剛石;當(dāng)燒結(jié)溫度為1200℃,燒結(jié)壓力為80 MPa時(shí),生成的納米金剛石晶型較完整,并且金剛石的轉(zhuǎn)化率較高;對(duì)于添加0.7wt.%Ce合成金剛石,最佳的燒結(jié)溫度為1100℃,并且金剛石的轉(zhuǎn)化率提高了;無(wú)壓燒結(jié)...
【文章來(lái)源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)
石用觸媒材料的選擇早已突破金屬觸媒, 用非成金剛石用觸媒材料的選擇早已突破金屬觸。現(xiàn)已確認(rèn)下列非金屬材料對(duì)石墨轉(zhuǎn)化為金剛C、Fe3C、VC、SiC)[38-40],碳酸鹽(CaCO3、L化物(Mg3BN3、LiBN2、CaB7N4), 硫酸鹽(CP)[41-43]等。由上述觸媒與石墨作用合成的無(wú)色 但同時(shí)必須采用比金屬觸媒材料合成金剛石), 才能充分發(fā)揮其催化作用, 所以并未在金剛石的制備工藝形成的機(jī)理,科研工作者們有了許多思考:一部,也就是說(shuō)物質(zhì)經(jīng)受了較高的溫度和壓力后
第一章 緒 論者只能從爆轟產(chǎn)物中研究納米金剛石合成機(jī)理?茖W(xué)家們[49,50]對(duì)了研究,爆轟波由化學(xué)反應(yīng)區(qū)和 Taylor 波區(qū)組成,如圖 1.4 所示金剛石生長(zhǎng)在 Taylor 區(qū)。文獻(xiàn)[51]闡述了納米金剛石合成機(jī)理:高導(dǎo)沖擊波的作用下爆轟后釋放出類(lèi)氣態(tài)游離碳原子或原子團(tuán),這些區(qū)的高溫、高壓下由于過(guò)飽和而迅速凝聚成碳液滴,小的碳液滴隨液滴,碳液滴均勻分布在爆轟產(chǎn)物中,隨爆轟產(chǎn)物等墑膨脹。在保護(hù)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]人造金剛石的制備方法及其超高壓技術(shù)[J]. 韓奇鋼. 高壓物理學(xué)報(bào). 2015(04)
[2]碳納米管增強(qiáng)聚晶金剛石復(fù)合片的抗沖擊韌性及其機(jī)制[J]. 段植元,汪冰峰,崔刊,劉嵐逸,陳作林,董婉冰,王曉燕,褚新. 礦冶工程. 2015(02)
[3]粉末冶金法制備碳納米管增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 董占青,王筱峻,楊銳,陳名海,劉寧,李清文. 材料導(dǎo)報(bào). 2014(21)
[4]日本放電等離子體燒結(jié)的現(xiàn)狀[J]. 孟曄,強(qiáng)文江,賈成廠. 粉末冶金技術(shù). 2014(04)
[5]爆轟法制備納米超微金剛石的最新進(jìn)展[J]. 劉世杰. 甘肅石油和化工. 2014(02)
[6]原位合成碳納米管增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀[J]. 盧華勇. 科技信息. 2014(08)
[7]石墨烯/碳納米管復(fù)合材料的制備及應(yīng)用進(jìn)展[J]. 趙冬梅,李振偉,劉領(lǐng)弟,張艷紅,任德財(cái),李堅(jiān). 化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(02)
[8]MPCVD制備大顆粒金剛石形貌的研究[J]. 呂繼磊,滿(mǎn)衛(wèi)東,朱金鳳,涂昕. 硬質(zhì)合金. 2012(02)
[9]直流噴射電弧等離子體制備金剛石單晶的研究[J]. 李彬,閆占奇,李浩,韓曉泉,呂反修,陳廣超,李宏. 人工晶體學(xué)報(bào). 2012(02)
[10]金剛石/銅復(fù)合材料在電子封裝材料領(lǐng)域的研究進(jìn)展[J]. 鄧安強(qiáng),樊靜波,譚占秋,范根蓮,李志強(qiáng),張荻. 金剛石與磨料磨具工程. 2010(05)
博士論文
[1]生長(zhǎng)型金剛石聚晶的高溫高壓合成及其機(jī)理研究[D]. 胡強(qiáng).吉林大學(xué) 2016
[2]化學(xué)氣相法合成高品級(jí)金剛石單晶微粉的基礎(chǔ)研究[D]. 張韜.上海交通大學(xué) 2014
[3]優(yōu)質(zhì)Ⅱa型寶石級(jí)金剛石的高溫高壓合成及機(jī)理研究[D]. 李尚升.吉林大學(xué) 2009
[4]高品級(jí)超細(xì)顆粒金剛石的高溫高壓合成[D]. 高峰.吉林大學(xué) 2008
碩士論文
[1]納米聚晶金剛石的高溫高壓制備[D]. 韋鑫.吉林大學(xué) 2017
[2]微波法制備高質(zhì)量金剛石薄膜[D]. 陳輝.武漢工程大學(xué) 2013
[3]鐵基觸媒組織與金剛石單晶合成的相關(guān)性研究[D]. 高才.山東建筑大學(xué) 2010
[4]超細(xì)顆粒金剛石單晶高溫高壓合成及其生長(zhǎng)機(jī)制的研究[D]. 劉曉兵.吉林大學(xué) 2009
[5]高溫高壓下IB型寶石級(jí)金剛石的多晶種法合成[D]. 黃國(guó)鋒.吉林大學(xué) 2008
[6]人工合成金剛石的歷史與現(xiàn)狀[D]. 張志國(guó).吉林大學(xué) 2006
本文編號(hào):3414087
【文章來(lái)源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)
石用觸媒材料的選擇早已突破金屬觸媒, 用非成金剛石用觸媒材料的選擇早已突破金屬觸。現(xiàn)已確認(rèn)下列非金屬材料對(duì)石墨轉(zhuǎn)化為金剛C、Fe3C、VC、SiC)[38-40],碳酸鹽(CaCO3、L化物(Mg3BN3、LiBN2、CaB7N4), 硫酸鹽(CP)[41-43]等。由上述觸媒與石墨作用合成的無(wú)色 但同時(shí)必須采用比金屬觸媒材料合成金剛石), 才能充分發(fā)揮其催化作用, 所以并未在金剛石的制備工藝形成的機(jī)理,科研工作者們有了許多思考:一部,也就是說(shuō)物質(zhì)經(jīng)受了較高的溫度和壓力后
第一章 緒 論者只能從爆轟產(chǎn)物中研究納米金剛石合成機(jī)理?茖W(xué)家們[49,50]對(duì)了研究,爆轟波由化學(xué)反應(yīng)區(qū)和 Taylor 波區(qū)組成,如圖 1.4 所示金剛石生長(zhǎng)在 Taylor 區(qū)。文獻(xiàn)[51]闡述了納米金剛石合成機(jī)理:高導(dǎo)沖擊波的作用下爆轟后釋放出類(lèi)氣態(tài)游離碳原子或原子團(tuán),這些區(qū)的高溫、高壓下由于過(guò)飽和而迅速凝聚成碳液滴,小的碳液滴隨液滴,碳液滴均勻分布在爆轟產(chǎn)物中,隨爆轟產(chǎn)物等墑膨脹。在保護(hù)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]人造金剛石的制備方法及其超高壓技術(shù)[J]. 韓奇鋼. 高壓物理學(xué)報(bào). 2015(04)
[2]碳納米管增強(qiáng)聚晶金剛石復(fù)合片的抗沖擊韌性及其機(jī)制[J]. 段植元,汪冰峰,崔刊,劉嵐逸,陳作林,董婉冰,王曉燕,褚新. 礦冶工程. 2015(02)
[3]粉末冶金法制備碳納米管增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 董占青,王筱峻,楊銳,陳名海,劉寧,李清文. 材料導(dǎo)報(bào). 2014(21)
[4]日本放電等離子體燒結(jié)的現(xiàn)狀[J]. 孟曄,強(qiáng)文江,賈成廠. 粉末冶金技術(shù). 2014(04)
[5]爆轟法制備納米超微金剛石的最新進(jìn)展[J]. 劉世杰. 甘肅石油和化工. 2014(02)
[6]原位合成碳納米管增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀[J]. 盧華勇. 科技信息. 2014(08)
[7]石墨烯/碳納米管復(fù)合材料的制備及應(yīng)用進(jìn)展[J]. 趙冬梅,李振偉,劉領(lǐng)弟,張艷紅,任德財(cái),李堅(jiān). 化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(02)
[8]MPCVD制備大顆粒金剛石形貌的研究[J]. 呂繼磊,滿(mǎn)衛(wèi)東,朱金鳳,涂昕. 硬質(zhì)合金. 2012(02)
[9]直流噴射電弧等離子體制備金剛石單晶的研究[J]. 李彬,閆占奇,李浩,韓曉泉,呂反修,陳廣超,李宏. 人工晶體學(xué)報(bào). 2012(02)
[10]金剛石/銅復(fù)合材料在電子封裝材料領(lǐng)域的研究進(jìn)展[J]. 鄧安強(qiáng),樊靜波,譚占秋,范根蓮,李志強(qiáng),張荻. 金剛石與磨料磨具工程. 2010(05)
博士論文
[1]生長(zhǎng)型金剛石聚晶的高溫高壓合成及其機(jī)理研究[D]. 胡強(qiáng).吉林大學(xué) 2016
[2]化學(xué)氣相法合成高品級(jí)金剛石單晶微粉的基礎(chǔ)研究[D]. 張韜.上海交通大學(xué) 2014
[3]優(yōu)質(zhì)Ⅱa型寶石級(jí)金剛石的高溫高壓合成及機(jī)理研究[D]. 李尚升.吉林大學(xué) 2009
[4]高品級(jí)超細(xì)顆粒金剛石的高溫高壓合成[D]. 高峰.吉林大學(xué) 2008
碩士論文
[1]納米聚晶金剛石的高溫高壓制備[D]. 韋鑫.吉林大學(xué) 2017
[2]微波法制備高質(zhì)量金剛石薄膜[D]. 陳輝.武漢工程大學(xué) 2013
[3]鐵基觸媒組織與金剛石單晶合成的相關(guān)性研究[D]. 高才.山東建筑大學(xué) 2010
[4]超細(xì)顆粒金剛石單晶高溫高壓合成及其生長(zhǎng)機(jī)制的研究[D]. 劉曉兵.吉林大學(xué) 2009
[5]高溫高壓下IB型寶石級(jí)金剛石的多晶種法合成[D]. 黃國(guó)鋒.吉林大學(xué) 2008
[6]人工合成金剛石的歷史與現(xiàn)狀[D]. 張志國(guó).吉林大學(xué) 2006
本文編號(hào):3414087
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