自蔓延烧结在金刚石制品中的应用

本文主要介绍了自蔓延高温合成技术的发展和特点,阐述了自蔓延高温合成技术在金刚石制品工业中应用的必要性和意义,分析了自蔓延高温合成技术在金刚石制品工业中应用的可行性,并介绍了国内外的应用研究现状,提出了自蔓延高温合成技术在超硬材料制品中的应用需要进一步研究解决的问题。

砂轮刚性对磨削性能及产品加工质量的影响

通过测量不同砂轮磨削时机床功率、磨削区温度、刀具的表面粗糙度和刃口质量,分析砂轮刚性改变对砂轮磨削性能和刀具质量的影响。研究发现:在一定范围内降低砂轮的刚性可以提高砂轮的磨削性能,改善刀具的加工质量。其中,加入体积分数10%的尼龙制备的砂轮对其刚性改善比较明显,在相同的磨削条件下,其磨削区的平均温度较普通砂轮磨削区的平均温度低50℃左右;累计磨削相同工件后,机床负载约为使用普通砂轮时的30%~50%;磨削得到的刀具表面粗糙度降低,可以达到Ra0.02μm以下,且磨削纹路规则;在×500倍显微镜下,观察不到刀具崩刃等缺陷,刃口质量得到明显改善。

自蔓延烧结——一种节能降耗的超硬材料砂轮制备新技术

本文以锡青铜为基础结合剂,通过添加铝、钛等活性元素,在冷压成型和600℃的无压条件下,实现了金刚石砂轮的自蔓延烧结,并分析了砂轮的组织结构,对比了自蔓延烧结法制备的金刚石砂轮与普通热压烧结法制备的砂轮在耗电量和磨削性能方面的优劣。结果表明:通过自蔓延烧结使金刚石和结合剂间形成了碳化物;而且自蔓延烧结大幅降低能源消耗,砂轮锋利性明显提高;自蔓延烧结技术应用于超硬材料砂轮的制备是完全可行的。

润滑剂对金属磨具湿法成形组织和性能的影响

为研究不同润滑剂的微观结构和热力学性能及其对湿法成形毛坯或烧结组织的结构和力学性能的影响,在金属磨具中添加不同的润滑脱模剂并以湿法轧制成形和脱脂烧结,使用同步热分析仪、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等设备分析试样的性能。结果表明:硬脂酸锌的脱脂残留量(质量分数,下同)约为20.00%,残渣为纳米级颗粒的团聚体,HV1润滑剂的残留量仅为3.00%,残渣为尺寸约10μm的互锁型无规则颗粒;HV1和硬脂酸锌润滑剂均对湿法成形有较好的脱模效果,但添加HV1和硬脂酸锌润滑剂的压坯密度分别降低0.5%和5.0%,烧结样品的密度分别降低1.5%和3.4%,抗弯强度分别降低4.4%和9.1%。相比于硬脂酸锌润滑剂,HV1对压坯和样品性能的影响较小,同时具有较好的脱模效果,更适用于金属磨具各类湿法成形的应用。

金刚石因素对砂轮切割性能的影响研究

以滤光片切割为例,基于自制金属结合剂砂轮,研究金刚石的粒度尺寸、浓度、强度等因素对砂轮切割性能（速度,崩口和寿命）的影响。结果表明：切割速度随金刚石粒度尺寸增大,呈先增大后减小的趋势,且当金刚石粒度尺寸为7~14μm时,切割速度达到最大值10mm/s;用高强度金刚石制备的砂轮具有更高的切割速度。另一方面,提高金刚石粒度尺寸和浓度以及采用高强度金刚石可以在一定程度上提高砂轮寿命。合理的金刚石浓度范围为35%~50%,超过该浓度,切割滤光片时的崩口明显增大。

新型压制成型用弹性转盘的设计与应用

压制成型是超硬材料砂轮磨料层制备过程中的关键工序。设计出了一种弹性转盘,以取代手工操作。对弹性转盘的组成与工作原理及生产应用效果进行了阐述。结果表明:设计的弹性转盘结构简单,操作方便,可提高生产效率、稳定产品质量,具有较好的推广价值。

TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)复合粉体的制备及其在紫外/芬顿反应中光催化性能

本文通过静电吸附法制备了TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)复合粉体。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等对其形貌、成分、光学性能进行表征。以罗丹明B为模拟污染物,表征其在紫外光条件下的光催化性能。结果表明:在降解罗丹明B实验中,当复合粉体中TiO_(2)负载量达到15%(质量分数)时,具有更明显的催化降解效果,在20 min内降解率可以达到99.40%。在加入异丙醇作为羟基自由基捕获剂后,降解率降到了27.30%,确定了反应的主要活性物质为羟基自由基。紫外辅助芬顿反应可以明显提高传统芬顿反应的效果,本文还对催化剂的反应机理进行了相应探索。

g-C_(3)N_(4)/Cu-TiO_(2)纳米球的制备及在紫外辅助芬顿中的催化性能表征

以一步法制备的7%(质量分数)Cu-TiO_(2)为基,利用水热法制备了不同质量分数的光催化性能优良的g-C_(3)N_(4)/Cu-TiO_(2)纳米球三元复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UVVis DRS)等分析测试手段对样品的结构、形貌和光学性能进行表征。通过罗丹明B为模拟污染物,表征其在紫外光条件下的光催化性能,结果表明,所合成的催化剂为80~90 nm的光滑纳米球体,均匀分布在层片状的g-C_(3)N_(4)上,其中60%(质量分数)g-C_(3)N_(4)/Cu-TiO_(2)在紫外芬顿体系(0.1 mL 30%H_(2)O_(2))内,在20 min内25 mg·L^(-1)罗丹明B降解率达到92.71%,在30 min达到100%。同时在pH范围2~8内具有同样高效的催化效果,显著提高了催化效率和适用pH范围。

MPCVD多晶金刚石片的研磨均匀性分析

在游离磨料研磨过程中,研磨的驱动方式及工艺参数等直接影响加工后工件的平面度和表面粗糙度。为了探究基于旋摆式驱动的游离磨料研磨工艺参数对MPCVD多晶金刚石片平整化的影响,建立旋摆式驱动平面研磨过程中的单磨粒运动学模型,根据实际研磨过程采用多磨粒随机分布模型进行计算机仿真计算,引入多磨粒轨迹的均匀性离散系数对磨粒轨迹均匀性进行分析。结果表明:当转速比取值等于0.5时,磨粒轨迹离散系数最大;当转速比小于等于0.5时,离散系数与转速比为正相关;研磨盘摆动弧线的弦长大于金刚石片直径时,磨粒相对于整个金刚石片表面的运动轨迹分布较为均匀;计算机仿真计算得到了研磨最优参数,并通过2英寸MPCVD多晶金刚石片研磨试验验证了仿真结果的有效性。研磨后金刚石片表面PV值为2.4μm,表面粗糙度Ra达到139 nm,材料去除率dMRR为10.1μm/h。

电沉积超薄金刚石切割刀片背面结瘤缺陷的形成机理

用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和能谱仪(EDS)对切割刀片背面结瘤的形貌、电沉积前铝合金基体处理过程中的表面形貌及成分演变等进行观察和分析,得出刀片背面结瘤缺陷的形成机理.结果表明:铝合金基体前处理过程中,其表面析出物周围的铝合金逐渐溶解,析出物脱落,2次浸锌后的铝基体表面留下0~6μm的孔洞;镍-金刚石复合电沉积过程中的镍在孔洞处沉积,去除部分铝合金基体后,在刀片背面形成0~6μm的凸起,即镍瘤.

对甲苯磺酸钠对氨基磺酸镍镀层性能的影响

通过对镀层应力,硬度及镀层形貌分析,研究了对甲苯磺酸钠作为添加剂对氨基磺酸镍镀层性能的影响规律。结果发现当镀液中不含添加剂时,镀层应力表现为拉应力,随着对甲苯磺酸钠添加量的增加,镀层内应力先表现为压应力,又逐渐变为拉应力。镀镍层的硬度也随着对甲苯磺酸钠添加剂含量的增多而增大,并且镀层表面结晶趋于细腻平滑。