金刚石在不同温度和压力下的强度及断裂

本文利用软压头技术，测定了人造金刚石和天然金刚石在不同温度下的强度．在室温，利用软压头技术测得的金刚石强度与常规方法所得的结果一致．高温条件下，金刚石的断裂行为取决于试验温度、平均接触压力及摩擦系数.观察到两种类型的裂纹，｛111｝解理裂纹与低温、高压力有关.而应变诱发裂纹产生于｛110｝面上，与高温、低应力有关.根据试验结果，提出了金刚石在不同温度和应力状态下的强度图．

天然金刚石与合成金刚石的耐磨性比较及磨损的各向异性

利用软压头技术，研究了室温条件下天然金刚石和ＤｅＢｅｅｒｓ公司生产的人工合成金刚石的摩擦磨损行为。结果表明，磨损时，金刚石对摩擦方向敏感，存在有磨损的各向异性。［１１０］方向的耐磨性是［１００］方向的二倍。天然金刚石的耐磨性比人工合成金刚石高。

温度对金刚石表面变形的影响

利用软压头技术，研究了摩擦条件下温度对Ⅰｂ型人造金刚石、Ⅰａ型和Ⅱａ型天然金刚石表面变形的影响。结果表明，这三种金刚石的脆－塑性转变温度的顺序为：Ⅰｂ＜Ⅰａ＜Ⅱａ。金刚石的塑性变形抗力随温度升高急剧下降。在１４００℃时，三种金刚石的塑性变形抗力趋于一致。

点接触加载条件下金刚石薄膜的破坏行为

本文利用软压头技术，探讨了金刚石薄膜材料在点接触加载条件下的破坏形式以及外加应力与薄膜破坏之间的关系。

金刚石室温疲劳现象和破坏机理

阐述了金刚石室温疲劳破坏现象的产生,介绍了软压头技术。分别用CBN、Si3N4、TiB2和淬火钢作为软压头材料,对同一金刚石样品进行了疲劳实验,得出了疲劳曲线图。从晶体结构和力学上深入分析、解释金刚石室温疲劳的破坏机理。分析比较得出:在室温条件下,金刚石确实存在着疲劳破坏现象,采用软压头技术可以得出疲劳曲线图,而应力腐蚀脆化可能是金刚石产生室温疲劳破坏的原因之一。

金刚石室温疲劳机理的试验研究

本文阐述了金刚石室温疲劳破坏现象的产生,简单介绍了研究金刚石室温疲劳的实验方法——软压头技术。分析了一般疲劳破坏的过程和机理,对金刚石室温疲劳破坏机理作了理论上的推导,提出了应力腐蚀使金刚石产生疲劳破坏的理论——应力集中提高表面原子活性引起应力腐蚀,在理论的基础上得到了金刚石疲劳速率公式。并采用软压头技术分别以PCD、CBN、Si3N4、Tib2等作为软压头材料,在自行研制的金刚石疲劳试验机上对不同氮含量的金刚石样品进行了疲劳实验,在实验数据的基础上绘制出了不同氮含量金刚石的疲劳曲线图,并对实验结果与疲劳破坏机理进行比较分析,得出结论:不同氮含量的金刚石,氮含量越高,金刚石疲劳破坏会越快出现,即疲劳强度越小,氮含量越低,裂纹扩展速度越慢,即疲劳强度越大。这从理论上和实验上论证了应力腐蚀引起金刚石室温疲劳的理论。