本文關(guān)鍵詞：鐵鈷鹽對人造金剛石單晶腐蝕的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著生產(chǎn)技術(shù)的進步,金剛石工具在機械加工和磨削領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但因金剛石表面光滑和高的化學穩(wěn)定性,在工具的制備過程中存在與結(jié)合劑結(jié)合不牢和容易脫落的問題。為此,論文以草酸鈷、草酸鐵、硝酸鈷三種金屬鹽作為腐蝕劑,對人造金剛石單晶進行了表面粗化處理。系統(tǒng)研究了每一種腐蝕劑在不同溫度和不同保溫時間下對人造金剛石單晶的腐蝕作用和實際效果。所得主要研究結(jié)果如下：1.草酸鈷較好的腐蝕工藝為：溫度900℃,保溫時間1h；草酸鐵為：溫度900℃,保溫時間1h；硝酸鈷為：溫度870℃,保溫時間1h。{100}面和{111}面腐蝕深度分別為：3.25μm和22μm,3.5μm和25μm,5.12μm口4.25μm。2.對人造金剛石單晶的表面腐蝕規(guī)律進行了研究、分析,結(jié)果表明：金剛石{100}面比{111}面易于腐蝕,且{100}面腐蝕傾向于縱向的延伸,{111}面腐蝕傾向于橫向的鋪展；{100}表面腐蝕坑的形狀和{111}面不同,{100}面腐蝕程度淺時,傾向于形成四邊形的腐蝕坑,腐蝕程度深時傾向于形成倒金剛塔形或帶平底的類金字塔形腐蝕坑；{111}面則趨于形成規(guī)則的三角形或六邊形腐蝕坑。3.金剛石表面的腐蝕機理可能為：1)金屬鹽在高溫處理后,由于分解作用或氧化還原作用產(chǎn)生了金屬,金剛石在金屬催化作用下發(fā)生石墨化反應(yīng),石墨化的碳原子再經(jīng)過擴散在金剛石表面產(chǎn)生腐蝕作用。2)金屬鹽高溫分解后產(chǎn)生的金屬氧化物,會和金剛石或石墨碳原子發(fā)生氧化還原反應(yīng),造成金剛石表面腐蝕。4.將經(jīng)過三種鹽處理后的金剛石分別制備成金剛石刀頭試樣,和未經(jīng)粗化處理過的金剛石制備成的刀頭試樣進行對比,經(jīng)過處理的金剛石制備成的刀頭抗彎強度和硬度均有一定程度的提高。硝酸鉆處理后的金剛石制備成的刀頭試樣性能最好,抗彎強度達到1100MPa,較未處理的金剛石刀頭試樣提高了22%,硬度達到99HRB,提高了6%。
【關(guān)鍵詞】：鐵鈷鹽 人造金剛石單晶 腐蝕 溫度 保溫時間
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG704;TQ163
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第一章 緒論13-30
• 1.1 課題研究背景及意義13-14
• 1.2 金剛石的結(jié)構(gòu)與性能14-20
• 1.2.1 金剛石的結(jié)構(gòu)特征14-15
• 1.2.2 金剛石的物理性質(zhì)15-17
• 1.2.3 金剛石的化學性質(zhì)17-19
• 1.2.4 與其他材料的結(jié)合性能19-20
• 1.3 鐵族金屬及其鹽類的催化性能20-21
• 1.3.1 鐵族金屬的結(jié)構(gòu)及其催化特性20-21
• 1.3.2 部分鐵族金屬鹽的高溫分解及腐蝕性能21
• 1.4 金剛石表面處理方法21-27
• 1.4.1 金剛石表面鍍覆金屬21-25
• 1.4.2 新型預(yù)釬焊金剛石表面金屬化25
• 1.4.3 溶膠凝膠法金剛石表面涂覆TiO_225
• 1.4.4 硅烷偶聯(lián)劑對金剛石表面改性25
• 1.4.5 金剛石表面刻蝕研究25-27
• 1.5 金剛石工具27-28
• 1.5.1 金剛石工具制備及分類27-28
• 1.5.2 金剛石工具的性能28
• 1.6 本課題的研究內(nèi)容28-30
• 第二章 實驗30-35
• 2.1 實驗原材料及儀器30-31
• 2.1.1 實驗原材料30
• 2.1.2 實驗儀器與設(shè)備30-31
• 2.2 實驗方法31-33
• 2.2.1 金剛石表面腐蝕處理31-32
• 2.2.2 金屬結(jié)合劑金剛石刀頭的制備32-33
• 2.3 性能測試與表征33-35
• 2.3.1 金剛石表面微觀形貌分析33
• 2.3.2 拉曼光譜測試33
• 2.3.3 腐蝕前后金剛石和鐵鈷鹽成分表征33
• 2.3.4 綜合熱分析33
• 2.3.5 強度測試33-34
• 2.3.6 硬度測試34
• 2.3.7 BET比表面積測試34-35
• 第三章 草酸鈷對人造金剛石單晶表面腐蝕研究35-53
• 3.1 引言35
• 3.2 溫度對草酸鈷腐蝕金剛石的影響35-42
• 3.2.1 溫度對金剛石腐蝕前后形貌的影響35-41
• 3.2.2 溫度對金剛石表面腐蝕深度的影響41-42
• 3.3 保溫時間對草酸鈷腐蝕人造金剛石單晶的影響42-46
• 3.3.1 保溫時間對金剛石微觀形貌的影響42-45
• 3.3.2 保溫時間對金剛石表面腐蝕深度的影響45-46
• 3.4 草酸鈷對金剛石的腐蝕機理46-49
• 3.4.1 草酸鈷的熱分解過程46-47
• 3.4.2 金剛石腐蝕前后的表面成分47-48
• 3.4.3 草酸鈷及草酸鈷和金剛石混合物的物相分析48-49
• 3.4.4 草酸鈷對金剛石的腐蝕機理49
• 3.5 金剛石刀頭試樣的性能49-51
• 3.6 本章小結(jié)51-53
• 第四章 草酸鐵對人造金剛石單晶表面腐蝕研究53-69
• 4.1 引言53
• 4.2 溫度對草酸鐵腐蝕金剛石的影響53-58
• 4.2.1 溫度對金剛石腐蝕前后微觀形貌的影響53-58
• 4.2.2 溫度對金剛石表面腐蝕深度的影響58
• 4.3 保溫時間對草酸鐵腐蝕金剛石的影響58-62
• 4.3.1 保溫時間對腐蝕前后金剛石微觀形貌的影響58-62
• 4.3.2 保溫時間對金剛石表面腐蝕深度的影響62
• 4.4 草酸鐵對金剛石的腐蝕機理62-65
• 4.4.1 草酸鐵熱分解過程62-63
• 4.4.2 金剛石腐蝕前后表面成分63-64
• 4.4.3 草酸鐵及草酸鐵和金剛石混合物物相分析64-65
• 4.4.4 草酸鐵腐蝕金剛石的機理分析65
• 4.5 金剛石刀頭試樣的性能65-67
• 4.6 本章小結(jié)67-69
• 第五章 硝酸鈷對人造金剛石單晶表面腐蝕研究69-84
• 5.1 引言69
• 5.2 溫度對硝酸鈷腐蝕金剛石的影響69-74
• 5.2.1 溫度對腐蝕前后金剛石微觀形貌的影響69-73
• 5.2.2 溫度對金剛石表面腐蝕深度的影響73-74
• 5.3 保溫時間對硝酸鈷腐蝕金剛石的影響74-78
• 5.3.1 保溫時間對金剛石表面形貌的影響74-77
• 5.3.2 保溫時間對金剛石表面腐蝕深度的影響77-78
• 5.4 硝酸鈷對金剛石的腐蝕機理78-80
• 5.4.1 硝酸鈷熱分解過程78
• 5.4.2 金剛石腐蝕前后表面成分78-79
• 5.4.3 硝酸鈷和金剛石混合物物相分析79-80
• 5.4.4 硝酸鈷腐蝕金剛石的機理分析80
• 5.5 金剛石刀頭試樣的性能80-82
• 5.6 經(jīng)不同金屬鹽腐蝕的金剛石腐蝕面積比較82-83
• 5.7 本章小結(jié)83-84
• 結(jié)論84-85
• 參考文獻85-91
• 致謝91-92
• 附錄A 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文目錄92

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本文編號：436577