石墨管掺叶蜡石导致中停放炮机理及解决方案

间接加热法合成金刚石过程中,一般采用石墨管作为加热体,为了降低合成电流并提高石墨管强度,合成过程中一般需要加入一定比例的杂质(叶蜡石)。我们的生产实践表明,采用此结构的合成块存在较多的“中停放炮”现象,我们从叶蜡石的高温高压相变入手,分析了“中停放炮”的产生原因,并通过更换杂质(白云石)降低了“放炮”概率,降低了金刚石生产成本。

外部环境温度对宝石级金刚石合成的影响

用静态HPHT法合成宝石级金刚石均采用温度梯度法,石墨碳源中的C原子在高温端溶解在触媒合金中,又在低温端沿金刚石籽晶表面的金刚石结构沉积,形成金刚石单晶体。金刚石单晶的生长速度主要取决于高温端和低温端的温度差,温度差除了受组装结构设计的影响外,还受到发热体电阻变化、合成块保温性能变化、环境温度变化等多重因素的影响。为了研究外部环境温度对宝石级金刚石合成的影响,通过稳定其他变量,实时测量合成块内部合成腔的温度,并与外部环境温度的变化建立起数学模型,同时根据检测环境温度的变化,对合成腔体内温度进行不同单位调节量的实时补偿。对比分析合成效果与分选结果,发现在环境温度发生变化时,由功率控制实时补偿系统对合成腔内温度进行合适的自动补偿,能够保证宝石级培育金刚石长时间合成过程中合成腔温度梯度趋于一致,培育金刚石单晶的生长速度也趋于一致,有利于合成出优质的培育金刚石。

一种新式六面顶金刚石合成块结构

人造金刚石合成过程需要一定的高压高温环境,目前其一般在合成块构成的密封体系中实现,但对合成块的组成材料要求很高,必须具有良好的传压性能和密封性能,通常采用叶蜡石作为合成块的主体材料。通过对现有合成块结构进行分析,得出了各种材料的优势与不足,提出了一种新的分体式合成块结构。用改进后的白云石替代部分叶蜡石材料组合使用,达到了充分利用各种材料特点的效果,降低了叶腊石的原料消耗,提高了合成块的传压性能与保温性能。

金刚石合成过程中放炮现象的分析及预警

在合成人造金刚石过程中,发生“放炮”现象前,外围的加热体会发生变形。通过分析加热体变形导致的电阻及电流变化,可以有效预警“放炮”现象。通过仿真模拟计算分析加热体变形引起的电流变化,并根据生产实际的统计学结果制定预警方案。将预警方案应用于生产中实现了预期效果,可有效避免此类事故,降低生产成本。

烧结时间对立方氮化硼刀具组织性能的影响

文章主要分析在不同的烧结时间(10~30 min)下立方氮化硼复合片(PcBN)刀具材料的微观结构、内部结合程度和组织性能。采用扫描电子显微镜分析其微观结构和生长的组织情况。利用超声波扫描仪观察不同烧结时间下样品的变形及质量缺陷等问题。同时测试了PcBN复合片样品的致密度、显微硬度以及抗磨损能力。从分析结果可以看出,在烧结过程中,烧结时间的不同,金属相的融渗程度不同,导致产品的组织和性能有所差异。在20~25 min时,金属结合剂的溶渗更加均匀,cBN颗粒烧结更加致密,烧结过程已全部完成,得到的密度、硬度以及抗磨损程度均实现较好的结果。随着时间增加至30 min,出现过烧及晶粒长大现象,致密度及性能受到很大影响。整个烧结过程随着烧结时间的增加,温度场更加均匀,变形程度越来越好,但内应力的增加导致脱层现象增多。