多晶金刚石烧结中晶粒表面石墨化的实验研究

利用X射线微区衍射,X射线光电子谱(XPS)及激光拉曼光谱等分析,对高温高压下以金刚石微粉为原料的多晶金刚石烧结过程中,金刚石晶粒表面石墨化现象进行了考察。结果表明,虽经历了烧结过程,但在没有掺杂剂作用的区域内,没有发现金刚石晶粒表面的石墨化。晶粒表面石墨化的高峰期,处于掺杂剂刚开始液化,但尚未饱合充填金刚石晶粒间空隙的烧结初期阶段,随着液相掺杂剂的饱和充填和作用,金刚石晶粒表面的石墨消失,并最终完成多晶金刚石的烧结。

金刚石表面飞秒激光直写微米石墨线

利用120 fs、800 nm钛蓝宝石飞秒激光器微纳加工系统,在化学气相沉积金刚石薄片表面进行了石墨化的研究,得到了导电性良好的微米尺度的石墨线。利用Raman光谱研究了激光的功率、激光扫描速度等对石墨化程度的影响规律。结果表明,在飞秒激光直写区域有纳米晶石墨、无定型碳及残留金刚石存在。优化辐照激光能量和激光扫描速度参数,可以得到较好的纳米晶石墨线结构。以10μm/s扫描速度,1.14μJ激光能量刻写出了毫米级长度的石墨线。利用半导体电阻测试仪对其伏安特性进行了测试,测得1 mm长石墨线的电阻约67.2 kΩ。该研究对基于金刚石的生物传感器、放射量测定计,及器件内掩埋石墨电极等制备都有一定的指导意义。

T6热处理对SiC_p/Al复合材料高速铣削加工性的影响

使用聚晶金刚石(PCD)刀具,在切削速度为1200m/min下对碳化硅颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料进行铣削加工试验,研究SiCp/Al复合材料经T6热处理后对其高速铣削加工性的影响。结果表明:经T6热处理后,切削力/切削温度明显高于未热处理材料,切屑锯齿形明显,加工过程不稳定性增加,刀具承受冲击作用增大,导致PCD刀具发生较严重的崩刃、剥落、冲击裂纹等磨损形式,从而刀具使用寿命显著低于高速铣削未热处理材料。T6热处理材料高速铣削表面粗糙度Ra/Rz值一般低于未热处理材料,其加工表面变质层深度也显著低于未热处理材料,加工表面存在较少的坑洞、微裂纹、基体撕裂、基体涂覆等加工所致缺陷。