維氏硬度大于40 GPa的材料被定義為超硬材料。金剛石是天然存在最硬的材料,具有高維氏硬度,良好的不可壓縮性和耐磨性等優(yōu)異性能,但其易沿111解理面斷裂,抗壓強度較弱,韌性較低,在很大程度上限制了其應(yīng)用。添加金屬催化劑合成的金剛石雖然韌性得到一定的改善,但是極大的降低了金剛石的硬度。如何調(diào)控金剛石結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性質(zhì),合成出具有較高硬度或斷裂韌性的材料,并揭示材料微觀結(jié)構(gòu)與其力學(xué)性能之間的關(guān)系一直是超硬材料研究領(lǐng)域的重要課題。本文利用高溫高壓技術(shù)手段,以富勒烯、石墨烯等納米碳與納米金剛石粉均勻混合物作為前驅(qū)體,通過改變前驅(qū)物中各成分的摩爾比例,獲得了具有不同微結(jié)構(gòu)的超硬材料,研究了微結(jié)構(gòu)變化及其對超硬塊材力學(xué)性能的影響,得到以下結(jié)論:1.利用高溫高壓技術(shù)燒結(jié)了無添加,以及分別添加2%,5%,20%摩爾比富勒烯的納米金剛石粉（平均直徑30 nm）混合物,利用XRD、Raman、TEM等對樣品進行表征,發(fā)現(xiàn)高溫高壓下無添加金剛石納米粉直接燒結(jié)的塊材中金剛石納米晶出現(xiàn)了明顯的晶粒細化、缺陷增加等現(xiàn)象,而當添加富勒烯燒結(jié)時,沒有發(fā)現(xiàn)顯著的晶粒長大或細化,金剛石納米晶基本仍可保持初始的尺寸。進一步... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

超硬材料及其制品

富勒烯分子和分子晶體的結(jié)構(gòu)示意圖

富勒烯材料的溫度-壓力相變圖

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]人工合成金剛石的歷史與現(xiàn)狀[D]. 張志國.吉林大學(xué) 2006



本文編號：3519927