碳化硼-立方氮化硼复合陶瓷的高压制备及性能研究

利用六面顶液压机,以铝、钴为烧结助剂,在压力5.5 GPa,温度1 470℃,保温时间5 min的条件下制备出碳化硼-立方氮化复合陶瓷。并通过XRD衍射仪、SEM扫描电镜、维式硬度仪对其进行了物相分析、微观形貌表征和硬度测量,并研究了不同含量的立方氮化硼对碳化硼复合陶瓷力学性能的影响。实验结果表明,当碳化硼和立方氮化硼的比例为7∶3时,复合陶瓷具有较好的综合性能,维式硬度为41.6 GPa、密度为2.45 g/cm^(3)、磨耗比为2.5。将立方氮化硼作为增强材料不仅保持了碳化硼的硬度还兼顾了轻质性能。而铝、钴作为烧结助剂不仅降低了烧结温度还抑制了立方氮化硼向六方氮化硼的转变。

立方氮化硼磨具磨削技术的试验研究

讨论珩磨的特点和珩磨油石的作用,通过采用立方氮化硼(Cubic Boron Nitride,CBN)珩磨条在TJ376Q发动机连杆大头孔珩磨中的试验,验证国内珩磨条的可应用性。结果表明,立方氮化硼磨料具有良好的磨削特性,可用于难加工材料、高效磨削以及精密磨削等领域。

镀Ti立方氮化硼（cBN）与玻化SiO_2－Na_2O－B_2O_3结合剂的作用

为了防止玻化ＳｉＯ２－Ｎａ２Ｏ－Ｂ２Ｏ３结合剂烧结时对立方氨化硼（ｃＢＮ）的侵蚀，并实现ｃＢＮ晶体与结合剂间的化学键结合，本文用ＤＴＡ、ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＥＰＭＡ等研究了Ｔｉ镀层与ＣＢＮ界面在６００～１２００℃温度范围的界面反应过程及界面成分结构特征，讨论了镀ＴｉｃＢＮ与结合剂复合体在烧结过程中的成分结构及性能．结果表明：Ｔｉ镀层与ｃＢＮ晶体在６００℃以上，以反应扩散的形式发生界面反应形成ＴｉＮ，８００℃以上形成ＴｉＢ２及ＴｉＢ，这些在ｃＢＮ表面外延生长的难熔化合物使Ｔｉ镀层与ｃＢＮ牢固结合并阻止了结合剂中的碱性组分对ｃＢＮ的侵蚀，镀ＴｉｃＢＮ晶体与结合剂则由低价的氧化钛为中介实现良好结合．

聚晶立方氮化硼(PCBN)的制备及应用研究进展

本文通过CBN与其他刀具材料的对比,指出PCBN的高硬度、高耐磨性和高热稳定性的特点。文献表明有结合剂的PCBN正朝着高断裂韧性、高耐磨性方向发展,同时尺寸越来越大,结合剂体系以金属陶瓷为主,其中陶瓷组分包括TiN、AlN、Si_3N_4、TiC等,金属有Co、Ti、Al等。无结合剂的纯PCBN和表面镀覆PCBN也正在积极研究中,高纯PCBN具有与纯CBN接近的力学性质。根据加工材料的成分和微观结构决定PCBN刀具的应用,努力使切割工具和工具材料标准化。

Si_3N_4-Ni系结合剂聚晶立方氮化硼(PcBN)性能及刀具应用研究

本文研究了Si3N4-Ni系结合剂掺杂合成的PcBN的维氏硬度、抗弯强度、磨耗比、抗冲击韧性、车削性能与结合剂以及各掺杂物相对含量等的关系。采用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等仪器设备对PcBN试样进行了微观组织结构和物相分析。分析表明,添加镍粉可有效提高PcBN的硬度和耐磨性,PcBN的烧结情况良好;结合剂对cBN高温润湿情况良好;有新的物相生成。氮化硅的存在添加镀镍氮化硅晶须使PcBN的抗冲击韧性和抗弯强度得到提高;被加工工件的表面粗糙度达到了0.8μm。

Mo涂层的立方氮化硼（cBN）与玻化陶瓷复合烧结体的研究

本文用ＤＴＡ、ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＥＰＭＡ等研究了Ｍｏ镀层与立方氮化硼（ＣＢＮ）晶体在６００～１０００℃温度范围的界面反应过程，以及界面成分、结构特征；讨论了Ｍｏ镀层在烧结时与ＳｉＯ２－Ｎａ２Ｏ－Ｂ２Ｏ３玻化结合剂的作用。结果表明，Ｍｏ镀层与ｃＢＮ晶体在７００℃以上形成ＭＯ２Ｎ，在８００℃以上形成Ｍｏ２Ｂ５和ＭｏＢ。这些在ｃＢＮ晶体表面外延生长的难熔化合物，使Ｍｏ镀层与ｃＢＮ牢固结合，并阻止了结合剂中碱性组分对ｃＢＮ的侵蚀，实现了ｃＢＮ与结合剂间的强力化学键合。

Cr镀层对立方氮化硼（cBN）－玻化陶瓷复合材料界面成分、结构的作用

本文用ＤＴＡ、ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＥＰＭＡ等研究了Ｃｒ镀层与ｃＢＮ晶体在６００～１０００℃范围的界面反应过程，以及界面成分结构特征，讨论了Ｃｒ镀层在烧结时与ＳｉＯ_２－Ｎａ_２Ｏ－Ｂ_２Ｏ_３玻化结合剂的的作用。结果表明，Ｃｒ镀层与ｃＢＮ晶体在６００℃以上发生界面反应形成ＣｒＮ，８００℃以上开始形成ＣｒＢ_２，这些在ｃＢＮ晶体上外延生长的难熔化合物使Ｃｒ镀层与ｃＢＮ牢固结合并阻止了结合剂中碱性组分对ｃＢＮ的侵蚀，实现了ｃＢＮ与玻化结合剂间的化学键结合。

聚晶立方氮化硼(PCBN)性能与平均自由程关系的研究

根据Ｇｏｒｌａｎｄ强度理论中平均自由程与材料性能的关系，通过一系列的试验和回归分析，研究了ＰＣＢＮ的内部结构，成份组成与其抗压强度和磨耗比之间的关系，建立了ＣＢＮ粒度、结合剂掺入量与ＰＣＢＮ平均自由程、抗压强度、耐磨性之间的关系式，对提高ＰＣＢＮ的性能具有重要的指导价值。

六方、立方氮化硼的制备和热传导性质研究进展

随着微电子技术的不断进步,电子芯片集成化电路越来越密集。性能提高的同时,其内部热流密度不断攀升,对电子器件的散热能力提出了更高的要求。低热耗散材料严重制约了电子设备的性能和功效,有效的热传递和热管理已成为下一代微处理器、集成电路、发光二极管等设备稳定工作的重要保障,因此亟需具有更高热导率的半导体材料以提高电子器件的使用寿命。近年来,六方氮化硼(h-BN)和立方氮化硼(c-BN)引起了人们极大的研究兴趣,h-BN具有与石墨类似的层状晶体结构,常被称为“白石墨”,散热、绝缘性能良好;而c-BN为闪锌矿结构,具有类似于金刚石的晶体结构,热导率仅次于金刚石,是第三代半导体中禁带宽度最大的材料。研究表明,2种晶体均具有良好的导热性能,可成为新一代电子芯片散热材料,是当前热管理领域的研究热点。本文对h-BN薄膜和c-BN单晶制备方法的研究进展进行了综述,介绍了h-BN和c-BN热传导性质的研究成果,并对h-BN和c-BN面临的挑战和未来的发展方向进行了展望。

立方氮化硼含量对等离子喷焊层Ni60B+cBN/Ti组织与性能的影响

采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和显微硬度计等研究了cBN含量对Q235钢表面Ni60B+cBN/Ti等离子喷焊层显微组织与性能的影响。结果表明:喷焊层可分为熔合区、中部枝晶区和上部含cBN颗粒区。喷焊层中部枝晶区的主要物相为(Ni,Fe)、FeNi_3、(Fe,C)及富铬碳化物,喷焊层上部含有cBN颗粒区的主要物相为(Ni,Fe)、FeNi_3、NiTi、cBN、Cr B、TiB_2、TiB和CrN。随着cBN含量的增加,喷焊层表面硬质颗粒相增多。喷焊层表面的显微硬度随cBN含量的增加而增大,但cBN含量过多会导致其连接性变差,喷焊层会出现气孔及cBN颗粒脱落现象,从而降低喷焊层的力学性能。

立方氮化硼(cBN)特性综述

氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体,化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮,具有四种不同的变体:六方氮化硼(hBN)、菱方氮化硼(rBN)、立方氮化硼(cBN)和纤锌型氮化硼(wBN)。文章对cBN的晶体结构、物理机械特性、光学性质、电学性质、热学性质、化学性质以及cBN晶体中杂质物相与hBN中B2O3含量的关系等做了简要的综述性描述,以便我们对cBN的基本特性有一个初步的了解。

基于PcBN应用的立方氮化硼触媒法高压高温合成

聚晶立方氮化硼(PcBN)具有优异的高硬度、耐热和耐磨等多种物理性能,已经成为重要的刀具材料,应用领域广阔。立方氮化硼(cBN)是硬度仅次于金刚石的超硬材料,利用cBN的超硬特性,可以制成聚晶立方氮化硼。以六方氮化硼(hBN)为原料,经静态触媒法超高压高温反应,可以得到PcBN特殊要求的cBN。研究了hBN预处理后的粒度和结晶度,合成cBN的二阶升压工艺中暂停时间及台阶压力,诱导剂的添加等工艺变化对cBN合成的影响。采用N2气氛热压烧结法对hBN进行预处理,明显改变了hBN的结晶度,但是其粒度变化不大。对于粒度相近的hBN,其结晶度的变化对cBN合成结果影响更显著。采用较低结晶度的hBN合成cBN时转化率较高,cBN晶体的粒度相对较小,正是合成PcBN的理想原料。合成cBN时,台阶压力高,cBN成核较多;台阶压力低,成核少;台阶压力低时,晶粒较大,晶形明显变好。随着暂停时间的延长,cBN的成核率降低,产量减少,粒度明显增大,晶形完整率提高。通过添加B、Si或Ce等晶形诱导剂,可以调整cBN晶体的颜色、晶形和杂质含量等。为了得到用于制备PcBN的高质量cBN,控制合成工艺条件为:台阶压力4.0GPa,终态压力4.6GPa,暂停时间15s,合成温度1 390℃。

添加物对立方氮化硼(cBN)合成及其特性的影响

立方氮化硼(cBN)是在碱金属、碱土金属及它们的氮化物、硼化物、硼氮化物等触媒参与,在高压高温条件下由六方氮化硼(hBN)转变而成的。文章就一些添加物,例如,S i、B2O3、A lN、VB族等价杂质、wBN、尿素、水等对hBN转变为cBN所产生的影响做一简要综述。

立方氮化硼(CBN)磨粒磨削TC4钛合金的仿真研究

本文基于DEFROM-3D软件开展了单颗立方氮化硼(CBN)磨粒磨削TC4钛合金的仿真,对不同磨削速度和磨削深度下的工件磨削温度、磨粒的磨损量进行了分析。通过仿真发现随着磨粒切过工件的过程,工件的磨削温度呈现出先快速增大达到最大值后缓慢下降的变化趋势,而磨粒磨损量表现出先迅速增大然后缓慢增加的变化规律。

聚晶立方氮化硼材料国内外研究现状与进展

由于PcBN材料优异的性能,使PcBN刀具在制造加工行业有着独特的优势。目前PcBN复合片主流的制备方法为高温高压一次烧结法。按照结合剂种类,PcBN材料分为金属型、陶瓷型和金属+陶瓷型。金属+陶瓷型PcBN综合了金属型和陶瓷型的性能优点,被广泛的研究。PcBN的结合剂也由单一体系发展为现在的多元化体系,并涌现出一些新型结合剂,结合剂材料也成为PcBN材料性能优劣的关键因素。文章介绍了PcBN的分类,概述了PcBN材料的优异性能和应用,最后对PcBN材料的国内外研究现状与进展进行了阐述,为后面的研究者提供了一些经验。

高韧性聚晶立方氮化硼(PcBN)复合片的研究进展

主要对国内外高韧性聚晶立方氮化硼复合片的研究进展及目前国内聚晶立方氮化硼合成中出现的相关问题进行了综述,并对其未来发展趋势进行了展望。

立方氮化硼薄膜的制备及光学性质调控

立方氮化硼(cBN)作为超宽禁带半导体材料,由于具有一系列优异的物理化学性质而受到广泛关注。文章采用射频磁控溅射方法通过优化工艺参数成功地在单晶硅衬底上制备了cBN薄膜。在工作气体为氮氩混合气体、功率120 W、生长温度为600℃的条件下,在90~150 V的负偏压范围内制备的薄膜都是致密的,并且随着负偏压的增强,薄膜的沉积速率降低,立方相含量增加。所制备的cBN薄膜随着立方相含量增加,其光学禁带宽度也明显增大。当立方相体积分数为50%时,cBN薄膜的光学禁带可达到5.83 eV。这为cBN薄膜作为极端电子学材料在大功率半导体和光电子器件等领域的应用奠定了基础。

立方氮化硼(CBN)砂轮双端面磨削降低精加工成本

为了降低难磨铁金属材料磨削成本和降低公差要求严、几何精度要求高工件的磨削成本,用立方氮化硼砂轮(以下简称OBN砂轮)进行精密的双端面磨削证明是一种好方法。如使用得当,这种方法可以提高生产率、提高磨床的效率、压缩公差和降低总的磨削成本。在磨削诸如高速钢(HSS)之类的难磨材料方面,GBN砂轮双端面磨削取得极大的成功。