本文關(guān)鍵詞：微波加熱金剛石表面鍍鈦及金剛石—硬質(zhì)合金復(fù)合材料燒結(jié)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合材料結(jié)合了金剛石的高硬度、高耐磨性及硬質(zhì)合金的高耐熱性和高韌性,被廣泛用于鉆探、切削、磨削等領(lǐng)域。當(dāng)前,隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)金剛石超硬復(fù)合材料的需求不斷增加,特別是中高端產(chǎn)品目前基本依賴進(jìn)口,因此,開展金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合材料制備工藝的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。此外,金剛石與金屬基體具有很高的界面能,其與基體間界面結(jié)合性能較差,而在金剛石表面鍍覆強(qiáng)碳化物形成金屬元素能提高金剛石與基體間的結(jié)合能力。微波能應(yīng)用作為一種新的能源利用方式,具有清潔、高效、節(jié)能和環(huán)保等優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用于材料制備領(lǐng)域,特別是在粉末冶金材料制備中具有廣闊的應(yīng)用空間。因此,本文結(jié)合微波加熱技術(shù)的優(yōu)勢,提出了采用微波加熱輔助金剛石表面鍍鈦及燒結(jié)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合材料新技術(shù),并開展了以下幾個(gè)方面的具體研究：(1)系統(tǒng)開展了微波加熱金剛石表面鍍鈦工藝研究,對(duì)鍍鈦金剛石的表面形貌、鍍層結(jié)構(gòu)、鍍層厚度以及鍍層與金剛石界面結(jié)合性能等進(jìn)行了分析和研究,結(jié)果表明,通過微波加熱金剛石表面鍍鈦,金剛石表面可獲得均勻、致密的鈦鍍層,鍍層中生成TiC相,鍍層與金剛石表面實(shí)現(xiàn)了化學(xué)鍵合。隨著鍍覆溫度的升高,鍍層厚度逐漸增大,而鍍層與金剛石的界面結(jié)合性能呈先增大后減小趨勢。當(dāng)鍍覆溫度為760℃,金剛石與氫化鈦的質(zhì)量配比為1：0.6時(shí),金剛石表面鍍覆效果較好；鍍鈦金剛石熱穩(wěn)定性得到提升。(2)進(jìn)行了微波加熱和常規(guī)加熱燒結(jié)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合材料的對(duì)比研究,結(jié)果表明,采用微波燒結(jié)制備金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合材料可縮短燒結(jié)時(shí)間,提高燒結(jié)效率,而且相比于常規(guī)燒結(jié)樣品,微波燒結(jié)樣品微觀組織較均勻,燒結(jié)較充分,金剛石顆粒燒損較輕,金剛石顆粒與基體的結(jié)合性能更好;當(dāng)基體成分WC、Co、Ni、Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為70%、10%、5%、15%,添加25%體積分?jǐn)?shù)的金剛石時(shí),在1000℃燒結(jié)1h條件下,微波燒結(jié)樣品的硬度為75.33 HRA,相對(duì)密度為95.85%,高于常規(guī)燒結(jié)樣品的硬度(69.58 HRA)和相對(duì)密度(87.28%)。(3)開展了微波熱壓燒結(jié)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合材料的新工藝研究,并對(duì)燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間、燒結(jié)壓力等主要因素對(duì)復(fù)合材料組織和性能的影響規(guī)律進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,微波熱壓燒結(jié)條件下金剛石顆粒均勻的分布在硬質(zhì)合金基體中,且金剛石顆粒與基體間結(jié)合較為緊密,相比于未鍍鈦金剛石,鍍鈦金剛石與基體結(jié)合性能較好,耐熱燒損能力更強(qiáng)。金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合材料的密度和硬度隨著燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間、燒結(jié)壓力的升高而逐漸增大,最終趨于平緩；抗彎強(qiáng)度隨著燒結(jié)溫度的升高及保溫時(shí)間的延長呈先增大后減小趨勢,隨著燒結(jié)壓力的增加呈逐漸增大趨勢。綜合分析,較優(yōu)的燒結(jié)工藝參數(shù)是：燒結(jié)溫度為1050℃,保溫時(shí)間為4min,燒結(jié)壓力為40MPa。
【關(guān)鍵詞】：金剛石 硬質(zhì)合金 微波加熱 鍍鈦 微波熱壓燒結(jié)
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB306;TB33
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-32
• 1.1 引言12-13
• 1.2 金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合材料制備方法13-20
• 1.2.1 聚晶金剛石復(fù)合體(PDC)制備13-14
• 1.2.2 電鍍法14-15
• 1.2.3 化學(xué)鍍法15-16
• 1.2.4 釬焊法16-17
• 1.2.5 金剛石涂層硬質(zhì)合金工具制備17-18
• 1.2.6 燒結(jié)法18-20
• 1.3 金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合材料新型制備技術(shù)20-23
• 1.3.1 金剛石均布技術(shù)20-21
• 1.3.2 碳納米管增強(qiáng)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合材料21-22
• 1.3.3 新型梯度結(jié)構(gòu)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合柱齒22-23
• 1.4 金剛石表面金屬化23-26
• 1.4.1 金剛石表面金屬化的方法23-26
• 1.4.2 金剛石表面金屬化工藝比較26
• 1.5 微波加熱26-31
• 1.5.1 微波加熱的原理26-28
• 1.5.2 微波加熱的特點(diǎn)28-29
• 1.5.3 微波加熱在硬質(zhì)合金燒結(jié)方面的應(yīng)用29-30
• 1.5.4 微波加熱在金剛石復(fù)合材料燒結(jié)方面的應(yīng)用30-31
• 1.6 本文研究的目的及主要內(nèi)容31-32
• 第二章 實(shí)驗(yàn)與研究方法32-40
• 2.1 工藝流程32-35
• 2.1.1 微波加熱法制備鍍鈦金剛石32-33
• 2.1.2 常壓燒結(jié)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合材料33
• 2.1.3 微波熱壓燒結(jié)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合材料33-35
• 2.2 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備35-37
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料35
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備35-37
• 2.3 檢測分析方法37-40
• 2.3.1 鍍鈦金剛石性能表征37-38
• 2.3.2 燒結(jié)復(fù)合材料性能測試38-40
• 第三章 金剛石表面微波加熱鍍鈦研究40-56
• 3.1 鍍鈦金剛石形貌40-43
• 3.1.1 鍍鈦金剛石外觀形貌40-41
• 3.1.2 鍍鈦金剛石微觀形貌41-43
• 3.2 物相成分與界面結(jié)構(gòu)分析43-45
• 3.2.1 物相分析43-44
• 3.2.2 表面元素分析44-45
• 3.2.3 鍍層結(jié)構(gòu)分析45
• 3.3 鍍鈦反應(yīng)的熱力學(xué)分析45-46
• 3.4 TiC形貌觀察46-47
• 3.5 鍍覆條件對(duì)微波加熱鍍鈦的影響47-54
• 3.5.1 鍍覆溫度對(duì)鍍鈦金剛石微觀形貌的影響47
• 3.5.2 鍍覆溫度對(duì)鍍層物相的影響47-50
• 3.5.3 鍍覆溫度對(duì)鍍層厚度的影響50
• 3.5.4 鍍覆溫度對(duì)鍍層結(jié)合能力的影響50-53
• 3.5.5 配比對(duì)鍍鈦金剛石微觀形貌的影響53-54
• 3.6 鍍鈦金剛石耐熱性能研究54-55
• 3.7 本章小結(jié)55-56
• 第四章 常壓燒結(jié)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合材料研究56-62
• 4.1 升溫工藝分析56
• 4.2 復(fù)合材料致密度分析56-57
• 4.3 復(fù)合材料硬度分析57-58
• 4.4 復(fù)合材料微觀形貌分析58-59
• 4.5 復(fù)合材料能譜分析59-60
• 4.6 本章小結(jié)60-62
• 第五章 微波熱壓燒結(jié)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合材料研究62-72
• 5.1 微波熱壓燒結(jié)復(fù)合材料微觀形貌觀察62-65
• 5.2 微波熱壓燒結(jié)復(fù)合材料元素分布65
• 5.3 燒結(jié)溫度對(duì)復(fù)合材料性能的影響65-67
• 5.4 保溫時(shí)間對(duì)復(fù)合材料性能的影響67-69
• 5.5 燒結(jié)壓力對(duì)復(fù)合材料性能的影響69-70
• 5.6 本章小結(jié)70-72
• 第六章 結(jié)論72-74
• 致謝74-76
• 參考文獻(xiàn)76-84
• 附錄84

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1 梁中翥;梁靜秋;鄭娜;賈曉鵬;李桂菊;;摻氮金剛石的光學(xué)吸收與氮雜質(zhì)含量的分析研究[J];物理學(xué)報(bào);2009年11期

2 宋月清;夏揚(yáng);謝元鋒;林晨光;郭志猛;曲選輝;;金剛石熱管理材料的研究進(jìn)展[J];超硬材料工程;2010年01期

3 李蒙順;;金剛石的光學(xué)分恱[J];重型機(jī)械;1963年04期

4 王至炎;金剛石的光學(xué)選礦[J];建筑材料工業(yè);1963年05期

5 李繼業(yè);;金剛石浮選的理論分析[J];非金屬礦;1980年01期

6 陳昭威;提高燒結(jié)多晶金剛石質(zhì)量的途徑[J];人工晶體;1982年01期

7 ;電解回收金剛石的小結(jié)[J];青海地質(zhì);1978年02期

8 陳小安,王序進(jìn);淺談金剛石修整工具及其制造方法[J];磨料磨具與磨削;1986年06期

9 林增棟;金剛石表面的金屬化[J];磨料磨具與磨削;1987年02期

10 焦魁一;國外金剛石聚結(jié)體的研制技術(shù)[J];磨料磨具與磨削;1987年05期

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1 劉志杰;張衛(wèi);萬永中;王季陶;;氧原子在化學(xué)氣相淀積金剛石過程中的作用[A];第三屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1998年

2 廖道達(dá);陸德強(qiáng);劉文燕;邱君苑;;金剛石錦上添花[A];2005年中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)第11屆全國特種加工學(xué)術(shù)會(huì)議專輯[C];2005年

3 鄭云龍;楊志軍;曾祥清;艾群;彭明生;;金剛石典型表面形貌的形成與環(huán)境意義[A];2012年全國礦物科學(xué)與工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2012年

4 王超;揭曉華;徐江;陶洪亮;魏菊;;雙陰極等離子濺射金剛石顯微結(jié)構(gòu)研究[A];2013廣東材料發(fā)展論壇——戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展與新材料科技創(chuàng)新研討會(huì)論文摘要集[C];2013年

5 郭宗山;;金剛石的成因與找礦[A];中國地質(zhì)科學(xué)院礦床地質(zhì)研究所文集（19）[C];1987年

6 喬培新;龍偉民;鐘素娟;李勝利;;預(yù)合金粉末與金剛石的擴(kuò)散連接[A];第十一次全國焊接會(huì)議論文集（第1冊）[C];2005年

7 廖道達(dá);陸德強(qiáng);劉文燕;邱君苑;;金剛石錦上添花[A];2005年中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集第11屆全國特種加工學(xué)術(shù)會(huì)議專輯[C];2005年

8 劉鵬;謝水生;李木森;郝兆印;程開甲;;新型碳源高溫高壓合成及外延金剛石[A];中國有色金屬學(xué)會(huì)合金加工學(xué)術(shù)委員會(huì)2008學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

9 楊志軍;彭明生;蒙宇飛;苑執(zhí)中;張恩;;鐵基合金-氫預(yù)處理石墨系高溫高壓合成金剛石的研究及其意義[A];中國礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì)第十屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

10 廖源;沈維康;王冠中;余慶選;馬玉蓉;方容川;;摻氮?dú)夥障翪VD金剛石的場致發(fā)射特性研究[A];第九屆全國發(fā)光學(xué)術(shù)會(huì)議摘要集[C];2001年

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1 王珊珊;金剛石薄膜電極的制備及其在鋁電解中的應(yīng)用研究[D];大連理工大學(xué);2014年

2 趙陽;摻硼金剛石電極對(duì)廢水毒性控制和污染物檢測性能評(píng)價(jià)[D];大連理工大學(xué);2015年

3 鄒萊;黑色金屬金剛石切削刀具磨損及其抑制的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

4 許蓬子;金剛石材料逆向磨損去除加工的研究[D];吉林大學(xué);2016年

5 劉巖;基干金剛石色心的單光子產(chǎn)生及其熒光動(dòng)力學(xué)研究[D];華東師范大學(xué);2016年

6 崔巍;熔滲法制備金剛石/銅復(fù)合材料及其性能[D];北京科技大學(xué);2016年

7 王俊峰;金剛石NV色心的制備、相干性與溫度探測研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

8 胡強(qiáng);生長型金剛石聚晶的高溫高壓合成及其機(jī)理研究[D];吉林大學(xué);2016年

9 李浩;硼摻雜金剛石薄膜電極的制備及其在密閉空間廢水處理回用中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2016年

10 王艷輝;金剛石磨料表面鍍鈦層的制備、結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用[D];燕山大學(xué);2003年

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1 袁婷;華北地臺(tái)和揚(yáng)子地臺(tái)金剛石生長過程的差異性及意義[D];中國地質(zhì)大學(xué);2009年

2 劉向紅;n型摻雜金剛石的第一性原理研究[D];山東大學(xué);2011年

3 衛(wèi)陳龍;金剛石表面金屬化及金剛石/銅復(fù)合材料微波燒結(jié)工藝研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

4 吳東;高精度金剛石玻氏壓頭的設(shè)計(jì)方法及其機(jī)械研磨技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

5 李姝賢;金剛石表面處理對(duì)金剛石/鋁復(fù)合材料組織性能的影響[D];北京有色金屬研究總院;2015年

6 林佳志;摩擦化學(xué)拋光單晶金剛石的工藝研究[D];大連理工大學(xué);2015年

7 龍濤;熱管理用金剛石/銅復(fù)合材料的界面構(gòu)建及其組織與熱導(dǎo)率研究[D];南昌航空大學(xué);2014年

8 王松瑞;磁場作用對(duì)化學(xué)復(fù)合鍍Ni-P-金剛石影響機(jī)理研究[D];青島科技大學(xué);2015年

9 漆書桂;多層釬焊金剛石鉆頭的實(shí)驗(yàn)研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2012年

10 周爽;釬焊金剛石鉆頭微觀組織分析與鉆進(jìn)溫度場仿真[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2013年

  本文關(guān)鍵詞：微波加熱金剛石表面鍍鈦及金剛石—硬質(zhì)合金復(fù)合材料燒結(jié)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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