无润滑条件下工艺参数对Al6063金刚石线切表面粗糙度影响

金刚石线锯因具有超高的硬度和耐磨性,常用于切削各种硬质材料,因加工过程摩擦较为剧烈,通常加冷却润滑介质,但一些特殊需求下,铝合金需要线切时无法施加冷却液。基于单因素试验法,在无润滑条件下进行了Al6063材料的线锯试验,分析了加工表面不同区域粗糙度的分布规律以及配重、线速度与进给速度对加工表面粗糙度的影响规律。结果表明,加工面中间位置表面粗糙度最大;在试验范围内配重越大,对应的表面粗糙度值越小;金刚石线锯线速度越大,其表面粗糙度值越小;进给速度越小,所对应的表面粗糙度值越小。试验结果对提高加工表面质量有实际参考价值。

高纯低位错密度单晶金刚石的制备与表征

金刚石以高导热率、强抗辐射性、高的电子迁移率等优异性能,成为辐射探测器最合适的材料之一。探测器级的金刚石要求具有极低的杂质含量及位错密度等,然而实际过程中同时实现杂质和位错的控制十分困难。本研究采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法,通过前期的参数优化,在最佳生长温度780℃、最佳甲烷浓度5%条件下,在两个高质量高温高压(HPHT)金刚石衬底样品上进行了MPCVD金刚石生长,并对衬底和生长层的氮杂质含量与缺陷结构进行了综合表征与分析。电子顺磁共振谱结果表明,相比两个HPHT衬底样品的氮杂质原子百分数分别为7.1×10^(-6)%和4.04×10^(-6)%,MPCVD生长层的氮杂质原子百分数明显减少,分别为2.1×10^(-7)%和5×10^(-8)%。由X射线摇摆曲线和白光形貌术测试结果发现,尽管MPCVD生长过程中引入了部分位错,使生长层应力增加,畸变区域较多,但总体位错与高质量衬底为同一数量级。本研究制备的高纯单晶金刚石有望应用于核辐射探测及半导体领域。

金刚石砂轮表面形貌测量系统

为了实现对金刚石砂轮表面形貌的非接触精密测量,开发了基于干涉原理的金刚石砂轮表面形貌专用测量系统,研究了该系统的测量原理和关键技术。根据垂直扫描白光干涉显微测量原理以及被测对象的特征,提出了适用于砂轮测量的方法,研究了系统的自动扫描范围、垂直方向的扫描方法、单次测量三维表面的恢复算法和磨粒的识别算法。结合自行设计的夹具搭建了砂轮测量系统,并对多次测量拼接算法进行了实验分析。实验结果表明：基于区域重合大小（重合度为30%~50%）的拼接算法获得的拼接前后重合区域的相关系数均大于0.8,拼接后重合区域的高度差均小于0.4μm。得到的结果显示所搭建的系统可以恢复砂轮的形貌,其测量范围和精度满足砂轮磨粒评定和分析的要求。

基于垂直扫描白光干涉法的金刚石刀具表面粗糙度测量

金刚石刀具切削加工光学表面时,工件表面粗糙度与刀具表面粗糙度密切相关。利用垂直扫描白光干涉法,获得了金刚石刀具前、后刀面粗糙度的测量图像并分析了测量结果,实现了金刚石刀具表面粗糙度亚纳米级精度的快速、高重复性测量。通过比较,光学轮廓仪与AFM对超光滑表面粗糙度测量的结果具有很好的相关性。

天然金刚石包体的同步辐射研究

利用北京同步辐射白光形貌术和同步辐射荧光分析对天然金刚石包体进行了研究，结果发现，晶体中存在有很多极细小的包体及大量位错，文中对包体进行分析，并确定出因其产生的位错的特征量。

人工水晶钻石白度的检测方法

利用阿贝折射仪检测了人工水晶钻石的折射率 。

MPCVD二维扩大生长单晶金刚石

在MPCVD单晶金刚石同质外延生长中,为实现对等离子体的调控,进而改善单晶金刚石二维扩大生长中表面形貌的均匀性,在单晶金刚石周围放置一中间为方孔的圆形衬环即约束环。结合发射光谱、表面形貌、白光干涉测试及拉曼光谱表征结果研究了约束环的尺寸对金刚石均匀性、质量及生长速率的影响。结果表明:在其他沉积参数相同的条件下,增大约束环的直径会降低等离子体中C2基团的浓度,从而降低单晶金刚石的生长速率,但有利于获得高质量的生长面形貌。当约束环的直径从10 mm增加到14 mm时,单晶金刚石的生长速率由10.4μm/h减小到6.4μm/h,单晶生长面上的多晶及丘包状缺陷被完全抑制,拉曼光谱中位于1460 cm-1附近的波包基本消失,单晶质量显著提高。采用直径14 mm的约束环,用同一HPHT种晶的上下两面分别进行二维扩大生长实验,两个面的尺寸分别由3 mm×3 mm扩大至3.82 mm×3.89 mm及3.97 mm×4.07 mm,适当的约束环设置有利于单晶金刚石的侧向外延。

镶嵌钻石4C分级的概念与技术

镶嵌钻石的品质分级可采用与裸钻相似但又有所不同的概念与技术。颜色分级可采用宝石显微镜配合的比色石支架的方法，净度分级可采用自背景技术消除映像的影响，对切工可采用目估评价的方法。对比性实验研究表明，应用上述技术方法，可使镶嵌钻石的品质分级达到相当高的可信度。

天然金刚石晶体缺陷的同步辐射形貌研究

本文利用北京同步辐射白光形貌术研究了辽宁天然金刚石晶体的缺陷问题。实验结果表明，金刚石晶体中存在有位错、生长带和孪晶等缺陷。文中对位错进行了详细讨论，并确定其特征量。

两种磨料柔性磨轮加工性能对比分析

通过对比试验,对金刚石磨料柔性磨轮和白刚玉磨料柔性磨轮在宝石加工中的加工效率、磨耗比及加工表面粗糙度等进行了对比分析,得出在宝石加工中金刚石磨料柔性磨轮的加工效率及寿命均高于白刚玉磨料柔性磨轮,同一粒度磨轮加工宝石表面粗糙度金刚石磨料柔性磨轮较低。

人造金刚石中白颗粒产生原因分析

本文借助扫描电子显微镜、普通光学显微镜对静压法合成金刚石过程中产生的白颗粒进行了较详细的研究。形成的白颗粒总结为 4种不同的类型 :表面呈团絮状显微裂隙型、晶面发育不良型、内部呈弥散状气态包体型和微晶集合体型。并进一步认为白颗料的产生与金刚石合成过程中的温度和压力有关。碳片过薄也易产生白颗粒。通过精确控制温度和压力、选择厚薄适中的碳片以及调整好合成工艺可以控制白颗粒的产生。

关于金刚石合成棒中白色物质形成机理的研究

对金刚石合成棒中白色物质的研究表明，它是在高温高压条件下挤入合成棒的叶腊石与触媒合金发生一系列复杂反应而使触媒渣化的产物。文中对触媒渣化的热力学、动力学亦作了分析。

历史保护建筑重点保护部位黑白大理石的绳锯切割工艺

结合上海华东医院南楼整体顶升施工,对历史保护建筑黑白大理石地砖的保护性拆除技术进行了研究。通过试拆除、工艺比对、工艺创新,最终采用绳锯切割拆除大理石地砖的方法,有效降低了石材损耗率,最大限度地保留了原有大理石,为后续大理石地砖恢复原貌奠定基础。施工过程中所总结的经验,可供类似工程参考。