金刚石/铜复合材料热导率研究

采用高温高压法制备出金刚石/铜复合材料,并对复合材料的显微组织及性能进行了研究。结果表明,采用高温高压法制备的金刚石/铜复合材料,组织致密;复合材料的热导率随金刚石含量的增加而下降,这主要是由于界面热阻对复合材料热导率的影响。

高纯超细氧化铝粉的常压烧结与高压烧结

以高纯超细α-Al2O3粉为原料,采用常压、高压烧结制备了高纯Al2O3陶瓷。研究表明,在乙醇溶剂中高速球磨可显著降低Al2O3粉料的平均颗粒尺寸,提高粉料的比表面积与烧结活性;在4.5GPa、1230℃高压烧结30min,制备了相对密度达98.71%的无烧结助剂掺杂的Al2O3陶瓷;与常压烧结相比,高压烧结可显著降低烧结温度,提高传质速率,大幅度缩短烧结时间,达到快速、低温烧结的效果;由于相对较低的烧结温度,掺杂微量MgO的Al2O3陶瓷在高压烧结中未出现液相,MgO对烧结致密化及Al2O3晶粒生长抑制几乎无影响。

高温超高压烧结纳米SiC的研究

采用高温超高压(HT-HP)技术在4.5GPa/1250℃/20min工艺条件下制备了添加2wt% Al_2O_3助烧结剂的纳米SiC陶瓷.采用X射线粉末衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDX)、纳米压痕(Nano indenter)研究了烧结SiC陶瓷的物相组成、晶粒大小、化学成分、微观结构、纳米压痕力学性能等.结果表明:采用超高压烧结,可以在较低温度(1250±50℃)、较少烧结助剂用量下实现纳米SiC的致密烧结.烧结体未发生相转变,结构致密,无孔隙,晶粒尺寸为22nm,品格常数为4.355(?);显微硬度为33.7GPa,弹性模量为407GPa.

氧化铝添加量对超高压烧结碳化硅性能的影响

以纳米SiC为原料,用两面顶压机在4.5GPa/1250℃/20min条件下实现了不同Al2O3烧结助剂添加量(0～7%,质量分数,下同)的SiC陶瓷体的烧结。研究了烧结助剂含量对SiC陶瓷性能的影响。用X射线衍射、场发射电子显微镜、能谱分析、显微硬度测试对SiC高压烧结体进行了表征。结果表明:Al2O3是有效的低温烧结助剂,在超高压工艺下添加2%Al2O3即可实现SiC陶瓷全致密化烧结;烧结体晶粒长大得到抑制,晶格常数收缩了约0.45%;烧结体显微硬度随Al2O3含量升高而有所提高。

金刚石/铜复合材料中金刚石石墨化的研究

通过X射线衍射(XRD)和拉曼光谱对用作电子封装材料的金刚石/铜复合材料中金刚石的石墨化进行了研究,结果表明,利用先进的两面顶设备及工艺制备的金刚石/铜复合材料中金刚石并未石墨化,并对此结果进行了讨论。

两面顶技术低温超高压烧结AlN陶瓷的研究

研究了掺杂不同质量分数的Y2 O3的AlN陶瓷在超高压状态下烧结的第二相组成和微观结构。研究表明 ,Y2 O3是有效的低温烧结助剂 ,在低温超高压烧结下 ,掺杂不同比例烧结助剂的AlN陶瓷的第二相均为Al5Y3O12 ,在 4 .4× 10 3MPa ,15 0 0℃ ,1h的实验条件下 ,超高压烧结AlN陶瓷有着较好的微观结构 ,热导率可达到 130W /(m·K)。

两面顶技术低温超高压烧结AlN陶瓷的研究

本文研究了掺杂不同质量分数的Y2 O3的AlN陶瓷在超高压状态下烧结的物相组成和微观结构。研究表明 ,Y2 O3是有效的低温烧结助剂 ,在低温超高压烧结下 ,掺杂不同比例烧结助剂的AlN陶瓷的第二相均为Al5Y3O1 2 ,在实验条件为 4 4万个大气压 ,1 5 0 0℃的温度 ,1h的烧结时间下 ,超高压烧结AlN陶瓷有着较好的微观结构 ,热导率可达到 1 3 0W/m·K。

高压烧结高纯微晶氧化铝陶瓷(英文)

以商业生产的高纯纳米α-Al2O3粉(99.9%,质量分数)、分析纯 Mg(NO3)2为原料,以两面顶压机高压烧结,制备了纯Al2O3陶瓷及微量MgO掺杂的 Al2O3陶瓷,并进行了密度测试与显微结构分析。与常压烧结相比,高压烧结可显著降低高纯Al2O3陶瓷的烧结温度,提高传质速率,大幅度缩短烧结时间,达到快速、低温烧结的效果。与常压烧结明显不同,在高压烧结时,MgO 对高纯Al2O3陶瓷的烧结致密化几乎没有影响。在 4.5GPa,1100 ℃高压烧结30min,制备的纯Al2O3 陶瓷的相对密度为97.65%,微量MgO掺杂的Al2O3 陶瓷的相对密度达97.93%、平均晶粒尺寸约为4μm。

无烧结助剂SiC陶瓷的高压烧结研究

以纳米SiC为原料,用两面顶压机在不同工艺条件下(1100-1300℃,4.0-4.5GPa,20-35min)实现了无烧结助剂添加的SiC陶瓷体的烧结。研究了烧结工艺对SiC陶瓷性能的影响。用XRD、SEM、显微硬度测试仪等对SiC高压烧结体进行了表征。结果表明:采用超高压工艺可实现无烧结助剂SiC陶瓷高致密化烧结;烧结体晶粒长大得到抑制,维持在纳米级,晶格常数收缩发生了收缩;烧结体显微硬度和密度随烧结温度、烧结压力、保温时间的升高或延长而提高。在4.5GPa/1250℃/35min的超高压烧结条件下烧结的无烧结助剂SiC致密度达到96%,且显微硬度达到Hv1.963850。

CBN-WC复合片烧结的研究

进行了高温高压合成多晶立方氮化硼(PCBN)复合片的研究,实验采用二次烧结法,即直接用CBN粉末在WC-Co基底上进行烧结。烧结压力为5.5GPa,烧结温度为1200℃至1700℃,烧结时间3分钟。实验结果表明,在1200℃至1500℃的范围内,烧结体的硬度随着烧结温度的升高而显著增加,实验在1500℃的烧结温度下得到了Knoop硬度36.7GPa的CBN烧结体(PCBN),而在1500℃至1700℃的范围内,烧结体的硬度无明显变化。

片状与粉末触媒对石墨转化成金刚石的催化效率研究

为了研究片状与粉末的镍基或铁基触媒对石墨转化为金刚石的催化性能的影响,采用金刚石成核和生长动力学方法分别计算了片状与粉末触媒参与下金刚石生长的活化能与比表面能。结果表明,无论是片状还是粉末触媒,这两种触媒对金刚石生长活化能与比表面能的影响差异很小,比表面能与金刚石的结晶形态有关,决定于合成的温度压力条件。然而,粉末触媒的催化效率比片状触媒高得多,更有利于石墨转化为金刚石。

利用国产30MN两面顶压机开发高品级金刚石的研究

分析了国内目前超硬材料行业的现状 ,介绍了在发展两面顶技术方面所开展的工作及取得的进展 ,尤其是在 2 5 MN合成工艺的基础之上成功开发出 30 MN金刚石合成工艺。 30 MN合成工艺的成功将有助于提高金刚石质量 ,开发附加值更高的超硬材料产品。因此 ,虽然两面顶技术难度大 ,风险大 。

两面顶1916金刚石复合片研制

本文采用两面顶装备研制1916金刚石复合片,给出了金刚石复合片生产的工艺流程。通过两面顶高温高压腔体组装结构的研究,提出了两面顶金刚石复合片烧结时分层开裂的关键问题,即由于两面顶装备卸压时反应腔体内受到较大的剪切应力。通过对组装腔体结构优化设计,在金属/非金属界面涂附金属润滑剂,改变金刚石/硬质合金界面形状等改进,实现1916PDC的完整烧结。测试结果表明,两面顶金刚石复合片平均磨耗比为21*104,耐热温度750℃和冲击总能量大于300 J。

两面顶压机设计若干问题研讨

本文涉及生产锯级金刚石对压机性能的要求，从理论上阐明了锯级金刚石合成的压力、温度范围，从而明确提出了压机必须达到的特定要求。如机架刚度与结构选择，压力、温度控制精度与液压系统的设计，主油缸密封结构与压力灵敏度的关系等。

迟到的中国两面顶

本文叙述了两面顶与六面顶技术特征和之间的差异，两种不同设备生产金刚石的经济效益比较，以及各自的发展空间。

利用国产30MN两面顶压机开发高品级金刚石的研究

本文分析了国内目前超硬材料行业的现状，介绍了本公司在发展两面顶技术方面所开展的工作及取得的进展，尤其是在25MN合成工艺的基础之上成功开发出30MN金刚石合成工艺。30MN合成工艺的成功将有助于提高金刚石产品质量，开发附加值更高的超硬材料产品。因此，虽然两面顶技术难度大，风险大，但具有产品质量高等优点。

纳米SiC陶瓷的超高压烧结研究(英文)

以纳米SiC为原料,用两面顶压机在不同工艺条件下(1000～1300℃,4.0～4.5GPa,15～35min)实现了4%(质量分数,下同)Al2O3烧结助剂添加的SiC陶瓷体的烧结。研究了烧结工艺对SiC陶瓷性能的影响。用X射线衍射、扫描电镜、显微硬度测试仪等对SiC高压烧结体进行了表征。结果表明:Al2O3是有效的低温烧结助剂,在超高压工艺下添加4%Al2O3即可实现SiC陶瓷全致密化烧结;烧结体晶粒长大得到抑制,维持在纳米级,晶格常数收缩了约0.45%;烧结体显微硬度和密度随烧结温度、烧结压力的升高或保温时间的延长而提高。