一、提高钻头用人造金刚石产量的试验（论文文献综述）
张瑞凇,赵庆,刘伟,杨雄文,李牧,王伟[1]（2021）在《龙马溪组新型非平面齿钻头现场应用与评价》文中进行了进一步梳理四川盆地页岩气资源丰富,开发潜力巨大,提速增产任务同样重大。川南区块四开龙马溪组地层岩石强度大,可钻性级值高,导致机械钻速慢、钻进周期长等问题突出,给钻井提速增效带来挑战。针对第一代龙马溪组页岩专打钻头现场应用情况,确定了新一代钻头的优化改进思路和总体研发思路。通过开展岩石力学室内分析测试,确定了目标地层的岩石力学参数和矿物组分特征;结合基于固体力学和流体力学的钻头结构设计,形成了新一代个性化钻头整体设计方案,并进行了现场试验应用。本次新一代非平面齿PDC钻头现场试验,钻头平均机速7.5m/h,出井新度95%;机械钻速比同区块邻井提高17.64%,比第一代钻头提高30.35%。本次现场应用试验为后续钻头优化设计思路提供了深入认识和宝贵现场数据。
葛世荣[2]（2020）在《采煤机技术发展历程（七）——截割机构》文中研究说明截割机构是采煤机自动化、智能化切削煤层的关键装置,必须具备高截割性、高可靠性、高智能性的"三高"能力。由于截割机构的功耗约占采煤机装机功率的80%以上,故障率占到采煤机故障率的50%以上,近百年来国内外对采煤机截割机构进行了不断的改进和创新,包括截割滚筒构型、截齿构型、耐磨截齿、截割滚筒降尘技术等,截割机构也从链条截齿式发展为滚筒截齿式。截割滚筒从鼓形滚筒诞生之后,经历了自装载滚筒、螺旋滚筒、自切入滚筒、强力滚筒的发展变革。截齿构型发展经历了5个阶段,分别是刀形截齿、镐形截齿、强力截齿、尖头镐形截齿、大截深刀齿。截齿耐磨寿命对于采煤机可靠性影响很大,目前已发展了三代耐磨截齿,第一代是硬质合金截齿,第二代是复合耐磨截齿,第三代是聚晶金刚石截齿。由于滚筒采煤机的应用增大了工作面粉尘生成量,因此研发出截割工艺减尘、滚筒喷雾降尘、吸尘滚筒除尘等抑尘技术;目前多采用外喷雾和二次负压联合降尘技术。首次从虎爪结构仿生角度探讨了截齿及截割机构的发展路径,认为未来采煤机截割机构的仿生设计是实现高截割性、高可靠性、高智能性的新路径。
舒国阳[3]（2020）在《单晶金刚石同质连接机制、结构及性能研究》文中进行了进一步梳理随着近年来我国航空宇航领域的快速发展,航天器系统中如宇航探测、高频通信等技术进一步对电子、光学器件提出了功能综合性、集成性和小型化的要求,也因此带来了由电路及芯片结构复杂、单位功率增加等造成散热不足的严重问题,导致器件寿命大幅缩减甚至过热破坏,因此亟需更为优良的材料和器件结构设计等解决方案。集热、力、光、电等优异属性于一身的金刚石材料及其器件,可满足航空宇航领域先进装备对功率器件高通量热管理技术的迫切需要,成为关键和必要的材料及器件解决方案。其中,大尺寸、高晶体品质,以及具有特殊结构的单晶金刚石材料和器件的制备是核心问题。而当前最典型和成熟的单晶金刚石技术,包括高温高压法（HPHT）和化学气相沉积法（CVD）,依旧由于制备和加工技术的不完善,造成材料尺寸小、晶体质量不高、结构单一等“卡脖子”问题,极大制约了金刚石材料原本的优异性能的发挥。本文为解决航空宇航领域所需的单晶金刚石在大尺寸、高品质、多结构等方面难以协调的问题,通过对CVD金刚石制备技术的研究,整合性提出了金刚石“同质连接”的新概念,即基于金刚石同质外延和相互连接的有效协同调控,形成大面积、多尺度、多结构单晶金刚石的技术。这一概念并不仅仅适用于经典的马赛克拼接,而是广泛地囊括了单晶金刚石异质外延、多晶金刚石生长等各个细分方向,成为贯穿CVD金刚石生长制备领域的普适概念。通过对“同质连接”概念相关技术细节的深入探索分析,本文将研究内容分为四大部分:（1）同质外延动力学机制、过程及强辅助工艺;（2）连接过程及机制;（3）同质连接金刚石材料性能;（4）三维多尺度结构技术与设计。首先,探索了同质外延初期形核,确认了岛状模式向台阶生长模式的演变过程及台阶迁移和沉积生长速度的关系;探究了中断-继续生长界面的缺陷及掺杂状态与分布,发现了该过程对表面生长模式产生的扰乱和复原现象;此外,调控并获得了高品质金刚石高速率生长所需的高功率密度等离子体环境,获得了多晶态36μm/h的高沉积速率,为金刚石的制备提供原理和技术支持。而后,对金刚石“连接”的概念进行广义化详述,并对其中晶核连接形成界面的微观动力学机制和过程进行了分析,揭示了金刚石晶核尺寸、晶向等偏差对连接界面的影响;对同质连接技术中“横向生长”这一关键过程进行了研究,探明了金刚石在较大等离子体密度梯度及约150℃温度梯度的双重影响下,侧表面由上至下呈现出单晶相形貌改变、杂质浓度逐渐增大,并在下部逐渐向多晶-纳米晶/非晶的晶态转变情况。之后,以mosaic拼接单晶金刚石为典型技术作为高品质同质连接金刚石的代表,对样品制备工艺进行了优化,获得了质量优良的连接界面并表征了样品晶体属性及热学性能:发现了界面处仅20μm范围内呈现应力和缺陷富集区,位错密度上升至107/cm2量级,但样件的整体导热性能依然很好,具备2470W/mK以上的极高热导率,相比无连接界面处（2530W/mK）仅有极小程度的降低。在优化工艺下实现了英寸级大面积的单晶金刚石同质连接样品的制备。最后,采用同质连接技术对金刚石宏观及微纳尺度的三维结构进行了设计制备,验证了宏观三维结构的内应力和缺陷分布,制备了极窄几乎无应力区的优质界面;微纳尺度三维周期有序结构由于其结构特殊性,实现了光学反射增益和法布里波罗干涉,突破了该结构传统上仅能制备多晶/纳米晶态的限制,实现了单晶态的金刚石光子晶体结构,在提升光学性能的同时具备了单晶金刚石其他典型的优异属性。上述结构的实现可满足航空航天领域电子器件热管理及光学元件等应用中对具有异形三维结构、多尺度空间结构的材料解决方案的迫切需求。
谈耀麟[4]（2014）在《国际人造金刚石行业近期发展态势(上)》文中研究指明人造金刚石的应用从最初的工业应用领域发展到宝石级人造金刚石用于珠宝行业然后又发展到纪念品钻石服务于丧事家庭和特殊礼品等。文章阐述了工业用人造金刚石、宝石级人造金刚石与纪念品钻石的最新进展以及工业用人造金刚石在高科技与各工业部门的最新应用。全面反映国际工业用人造金刚石、宝石级人造金刚石和纪念品钻石技术的当前发展水平以及人造金刚石的未来发展趋势。此外,对国际上主要的工业用人造金刚石生产企业以及宝石级人造金刚石与纪念品钻石生产厂家的发展作简单介绍。
谈耀麟[5]（2005）在《美国的人造金刚石行业》文中提出通过对世界上第一批次人造金刚石的诞生、美国人造金刚石的产量、人造金刚石在工业上的用途以及美国的聚晶金刚石与宝石级人造金刚石的介绍,阐述美国人造金刚石行业的发展状况。
张荣清[6]（1991）在《钻探用人造金刚石超硬材料的现状和发展》文中研究指明 一、人造金刚石超硬材料发展历史的回顾超硬材料是现代钻探业所需要的重要材料。它的研制、生产和应用,从某种程度上反映了一个国家钻探业技术发展的水平。六十年代初人造金刚石仅为少数几个国家所掌握,其制造技术严加保密。从1963年12月6日我国成攻地研制成功第一颗人造金刚石起。二十几年来我国钻探用研制人造金刚石超硬材料从无到有、从小到大,高品级金刚石和聚晶烧结体、复合片的
耿瑞伦[7]（1989）在《谈现代金刚石钻进技术发展趋势》文中提出 关于天然金刚石钻进技术的兴衰世界金刚石商贾满怀信心地认为,今天以至将来,人们对天然金刚石的兴趣不会稍减。且不说宝石级的金刚石亘古以来一直是高贵的华丽装饰品的象征而受到追求,就是工业用金刚石以其独特的物理、化学性质在很多应用领域中仍然必不可少,其领域更加广阔。这就是为什么全世界都在不断勘寻金刚石矿并致力于占有更多的金刚石资源的原因。 1958—1964,意大利—法国间的“Cenis”山隧道施工用了手工镶制的金刚石钻头和手摇
杨志达[8]（1989）在《国外人造金刚石的发展情况及钻头研制的新进展》文中研究说明文中综述了世界金刚石的生产情况,分析了人造金刚石产量增长的原因,介绍了国外在人造金刚石合成技术、金刚石的提纯、提高金刚石强度的方法,以及钻头用金刚石的粒度和钻头设计等方面的最新进展.
谈耀麟[9]（1987）在《迎接八十年代钻探技术的挑战》文中研究指明本文论述了钻探磨料、钻头和钻进工艺三个方面的技术现状和技术水平。目前,许多国家都在大力发展人造金刚石,它在钻探上的应用有三种形式,即单晶体、复合体和聚晶体,后者较有发展前途。在钻头方面,总的发展趋势是研制高效、长寿、低成本的人造金刚石钻头。本文从钻进工艺发展的角度论述了对钻头性能的一系列要求。在钻进工艺方面,探讨了当前广泛应用的几种钻探方法的应用范周、经济效果、关健问题和今后发展。这些钻探方法包括跟臂钻进、绳索取心钻进、反循环取心钻进、空气吹井金刚石取心钻进、无岩心钻进、取岩屑钻进、真空取样钻进、定向钻进及分支孔钻进等。本文在综合分析了钻探磨料、钻头和钻进工艺主要发展趋势的基础上,结合我国的具体情况谈了个人的一些看法。
马元[10]（1984）在《国外人造金刚石及其在地质钻探中的应用现状与发展》文中进行了进一步梳理 六十年代人造金刚石投入工业生产之后,很快被运用于地质钻探,并取得了良好的效果.现在国外许多孕镶地质钻头已采用人造单晶金刚石制作,并有效地被用于钻进中硬及硬岩;人造表镶单晶钻头,也投入了试验;聚晶和复合体钻头也获得了较快的发展,这些都标志着人造金刚石在地质钻探中的运用已跨入了一个新阶段.
二、提高钻头用人造金刚石产量的试验（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、提高钻头用人造金刚石产量的试验（论文提纲范文）
（1）龙马溪组新型非平面齿钻头现场应用与评价（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 国内外主流非平面齿PDC钻头技术进展 |
| 1.1 主流PDC钻头厂商 |
| 1.2 金刚石复合片发展趋势 |
| 2 目标地层岩石力学特性分析 |
| 2.1 地质取样 |
| 2.2 岩石力学特性室内测试 |
| 2.3 岩石组分分析 |
| 3 新型个性化钻头设计 |
| 3.1 钻头设计基本原则 |
| 3.2 钻头设计总体思路 |
| 3.3 新一代钻头优化改进思路 |
| 3.4 关键因素建模设计 |
| 3.5 个性化钻头设计方案 |
| 4 现场应用与评价 |
| 4.1 泸203区块邻井钻头数据 |
| 4.2 新一代PDC钻头现场应用 |
| 5 结论与建议 |
（2）采煤机技术发展历程（七）——截割机构（论文提纲范文）
| 1 截割滚筒构型发展 |
| 1.1 截割滚筒结构 |
| 1.2 滚筒截齿分布 |
| 2 截齿构型发展 |
| (1)第1阶段:普遍使用刀形截齿。 |
| (2)第2阶段:广泛使用镐形截齿。 |
| (3)第3阶段:研发应用强力截齿。 |
| (4)第4阶段:使用尖头镐形截齿。 |
| (5)第5阶段:使用大截深刀型截齿。 |
| 3 截齿耐磨技术发展 |
| 3.1 硬质合金截齿 |
| 3.2 复合耐磨截齿 |
| 3.2.1 沉积硬膜截齿 |
| 3.2.2 烧结孕镶截齿 |
| 3.2.3 焊接复合截齿 |
| (1)堆焊截齿。 |
| (2)钎焊截齿。 |
| (3)激光熔覆截齿。 |
| (4)等离子熔覆截齿。 |
| 3.3 聚晶金刚石截齿 |
| 3.4 滚筒耐磨材料 |
| 4 截割滚筒降尘技术 |
| 4.1 截割工艺减尘 |
| 4.2 滚筒喷雾降尘 |
| 4.3 吸尘滚筒除尘 |
| 5 结语 |
（3）单晶金刚石同质连接机制、结构及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究背景 |
| 1.2 金刚石 |
| 1.2.1 金刚石与钻石 |
| 1.2.2 金刚石的结构 |
| 1.2.3 金刚石的理化性质 |
| 1.3 人造金刚石技术 |
| 1.3.1 高温高压法(HPHT) |
| 1.3.2 化学气相沉积法(CVD) |
| 1.3.3 金刚石的同质连接技术 |
| 1.4 CVD金刚石国内外研究现状及简析 |
| 1.4.1 高品质单晶金刚石的相关研究 |
| 1.4.2 大尺寸、大面积金刚石研究现状 |
| 1.4.3 研究现状简析及创新点 |
| 1.4.4 研究意义 |
| 1.5 总体思路和组织结构 |
| 1.5.1 总体思路 |
| 1.5.2 本文组织结构 |
| 第二章 实验设备及方法简介 |
| 2.1 MPCVD金刚石生长系统 |
| 2.2 拉曼光谱(Raman)及光致发光光谱(PL) |
| 2.3 共聚焦激光扫描显微镜与光学表面轮廓仪 |
| 2.4 扫描电镜(SEM)及聚焦离子束(FIB) |
| 2.5 X射线衍射、摇摆曲线与极图 |
| 2.6 发光光谱仪 |
| 第三章 同质外延单晶金刚石生长机理及动力学研究 |
| 3.1 同质外延初期籽晶表面演化动力学过程 |
| 3.1.1 籽晶及其准备 |
| 3.1.2 生长前的表面处理 |
| 3.1.3 初期表面演化与台阶流动模式形成 |
| 3.2 中断生长的影响 |
| 3.2.1 中断-继续生长引入缺陷和杂质富集界面 |
| 3.2.2 中断生长对台阶流动模式的扰乱与复原 |
| 3.3 高密度等离子体强辅助工艺研究 |
| 3.3.1 等离子体环境的监测 |
| 3.3.2 高低功率密度下的等离子体状态 |
| 3.3.3 高功率密度等离子体下金刚石的高速沉积 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 同质连接过程及技术研究 |
| 4.1 金刚石同质连接的广义概念 |
| 4.2 金刚石同质连接的动力学过程 |
| 4.3 金刚石横向生长研究 |
| 4.3.1 直立生长的实验过程 |
| 4.3.2 温度梯度测定 |
| 4.3.3 生长形貌及晶态的梯度分布及拉曼光谱 |
| 4.4 大尺寸同质连接金刚石样品的制备 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 同质连接单晶金刚石性能表征与分析 |
| 5.1 同质连接单晶金刚石界面质量分析及优化 |
| 5.1.1 同质连接样品制备和界面质量优化 |
| 5.1.2 同质连接界面的晶体质量表征 |
| 5.1.3 同质连接界面的微纳精细表征 |
| 5.2 同质连接单晶金刚石热学性能 |
| 5.2.1 热导率的测试 |
| 5.2.2 等效界面热阻的测算 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 同质连接单晶金刚石多尺度三维结构设计 |
| 6.1 同质连接单晶金刚石宏观三维结构设计 |
| 6.1.1 三维空间结构设计和实现过程 |
| 6.1.2 三维结构样品表面及连接界面的形貌及状态 |
| 6.1.3 三维结构单晶金刚石同质连接界面缺陷及应力 |
| 6.1.4 三维结构同质连接单晶金刚石CVD层厚度 |
| 6.2 同质连接单晶金刚石微纳三维结构设计 |
| 6.2.1 光子晶体结构简介 |
| 6.2.2 单晶金刚石反蛋白石光子晶体制备过程 |
| 6.2.3 “自下而上”金刚石同质外延沉积和连接过程 |
| 6.2.4 微纳三维结构同质连接样品的晶态及质量 |
| 6.2.5 同质连接单晶金刚石微纳三维结构的光学性能 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）国际人造金刚石行业近期发展态势(上)（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 工业用人造金刚石发展状况 |
| 2.1 元素6公司 (Element Six) |
| 2.1.1 希格斯玻色子 (Higgs Bosson) |
| 2.1.2 量子位存储 (guantum bit menory) |
| 2.1.3 声学元件 |
| 2.1.4 掺硼人造金刚石 |
| 2.1.5 辐射监测器 |
| 2.1.6 高热导率CVD金刚石 |
| 2.1.7 CVD金刚石棱镜 |
| 2.1.8 光学窗材料 |
| 2.2 新时代金刚石公司 (New Age Diamonds) |
| 2.3 超硬材料与新型碳材料技术研究院 (TISNCM) |
| 2.3.1 Ⅱa和Ⅱb型大颗粒人造金刚石单晶 |
| 2.3.2 CVD金刚石晶片 |
（5）美国的人造金刚石行业（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 世界上第一批次人造金刚石的诞生 |
| 2 美国人造金刚石产量 |
| 3 美国人造金刚石的用途 |
| 4 聚晶金刚石 (PCD) |
| 5 宝石级人造金刚石 |
| 6 评述 |
四、提高钻头用人造金刚石产量的试验（论文参考文献）
- [1]龙马溪组新型非平面齿钻头现场应用与评价[A]. 张瑞凇,赵庆,刘伟,杨雄文,李牧,王伟. 中国材料大会2021论文集, 2021
- [2]采煤机技术发展历程（七）——截割机构[J]. 葛世荣. 中国煤炭, 2020(12)
- [3]单晶金刚石同质连接机制、结构及性能研究[D]. 舒国阳. 哈尔滨工业大学, 2020
- [4]国际人造金刚石行业近期发展态势(上)[J]. 谈耀麟. 超硬材料工程, 2014(03)
- [5]美国的人造金刚石行业[J]. 谈耀麟. 超硬材料工程, 2005(06)
- [6]钻探用人造金刚石超硬材料的现状和发展[J]. 张荣清. 西部探矿工程, 1991(04)
- [7]谈现代金刚石钻进技术发展趋势[J]. 耿瑞伦. 西部探矿工程, 1989(01)
- [8]国外人造金刚石的发展情况及钻头研制的新进展[J]. 杨志达. 地质与勘探, 1989(02)
- [9]迎接八十年代钻探技术的挑战[J]. 谈耀麟. 地质与勘探, 1987(02)
- [10]国外人造金刚石及其在地质钻探中的应用现状与发展[J]. 马元. 地质与勘探, 1984(04)