一、立方氮化硼及其应用（论文文献综述）
高文优,韩芙蓉[1]（2021）在《高速切削加工的刀具技术研究》文中研究表明伴随着科学技术的不断发展,高速切削加工技术的流程和应用效率也在提升,结合切削加工生产项目的实践操作效果可知,切削加工过程中会受到加工设备主运动、进给运动或者切削速度等基础参数的影响,甚至会在切削过程中产生较多的切削热量,相较于传统技术,高速切削加工处理能在提升生产率的基础上,减少项目成本,配合刀具加工过程能完成高级精度零件加工。本文分析了高速切削加工过程的原理,并从涂层硬质合金技术、金属陶瓷材料、聚晶金刚石等方面具体阐述了相关技术内容。
何同继,谢皆睿,王巍,王石,王一桦,赵静楠[2]（2021）在《立方氮化硼刀具材料的激光水射流复合工艺加工方法》文中研究说明研究了激光水射流（LWJ）复合工艺加工聚晶立方氮化硼（PCBN）切削机理。LWJ系统集合了高功率CO2激光束和低压水射流,采用快速加热和冷却,实现了沿加工路径的断裂萌生和扩展。通过扫描电镜（SEM）和拉曼实验,确定了相变导致的断裂扩展切削机理。实验结果表明:激光加工和水射流淬火导致试样表面首先产生划痕,同时部分立方氮化硼（cBN）沿切割路径相变为六方氮化硼（hBN）。由于hBN比cBN占有更大的体积,这导致周围材料的拉伸应力受约束膨胀和扩展。应力驱动激光加工的沟槽沿厚度方向传播,使试样分离,完成材料的切割。相变致裂是一种有效的切削机理,该模型可作为控制加工参数以提高立方氮化硼材料的加工质量。
李超[3]（2021）在《高硬度难加工材料的切削加工研究》文中研究说明
云昊[4]（2021）在《废硬质合金刀片切削性能再生及其清洁回收工艺研究》文中认为硬质合金刀具的用量随着制造业的飞速发展越来越大,钨、钴资源作为制造硬质合金的重要原材料储量有限且不可再生。面对硬质合金材料的大量消耗和原材料不足的矛盾,废硬质合金刀具的价值逐渐受到重视。开展硬质合金材料的循环利用研究,最大限度的利用钨、钴资源,是可持续发展的必然要求。硬质合金原材料再生周期长,回收料与新品质量差距较大,因此,废硬质合金不建议直接回收钨和钴再生利用。本文以废硬质合金刀片切削性能再生及其清洁回收工艺为研究对象,针对切削性能可再生的废硬质合金刀片,通过改制或焊接修复实现其高效、高质量利用;设计并制备梯度PCBN刀头材料用于焊接修复废硬质合金刀片,进一步提升其再生切削性能。废硬质合金刀片切削性能无法再生,通过回收基体材料中的有价物质再生利用。此时由于大部分的刀片都具有涂层,涂层与硬质合金成分差别较大,为了提高再生料的质量,必须将涂层去除,由此本文又提出了激光-水射流复合加工去除涂层工艺,提高基体的回收质量和再生料的纯净度。废硬质合金刀片的再利用应首先对其回收质量进行评估,切削性能可再生的废硬质合金刀片经过改制或焊接修复重新用于切削加工。建立BP神经网络用于改制刀片剩余寿命评估,发现BP神经网络预测模型的最大相对误差在10%以内,能够较好的评估改制刀片的剩余寿命;在合理的加工方式及工艺参数条件下,改制刀片的剩余寿命为1000-1500m,表明刀片改制是一种高效、合理利用废硬质合金刀片的方式,能够有效延长刀片的总使用寿命,提高废硬质合金刀片的回收效率。利用焊接修复使废硬质合金刀片切削性能再生,提出了切削性能再生的技术性、经济性和绿色性评价方法,并结合连续切削淬硬钢和断续切削球墨铸铁试验验证评价方法的可行性。结果表明:初步利用均质PCBN 刀头材料焊接修复废硬质合金刀片,不仅刀片的再生切削性能优于原涂层硬质合金刀片,而且降低了刀具的使用成本和回收过程的资源和能源消耗,更符合可持续利用的要求。分析均质PCBN刀头材料连续切削淬硬钢和断续切削球墨铸铁的失效形式,以提高均质PCBN材料强度、耐磨性和抗热震性为目标,将梯度结构引入PCBN材料。通过工件与刀具之间的物化相容性分析确定了梯度PCBN刀头材料体系:基体相为CBN,粘结相为TiC、Al和Co。建立了三层梯度PCBN刀头材料的宏观结构模型,利用有限元仿真分析层厚比和层间组分对残余应力分布的影响,并据此优化梯度结构。针对断续切削对刀具材料韧性的要求,通过仿真分析对比梯度和均质PCBN刀头材料的抗机械冲击能力;针对连续切削对刀具材料耐磨性的要求,通过仿真分析均质和梯度PCBN刀头材料连续切削淬硬钢的切削合力和切削热。结果表明:梯度PCBN刀头材料形成了以径向应力为主的残余应力,表层为压应力,中间层为拉应力,适当的增大层间组分梯度、减小层厚比能形成更有利的残余应力分布形式,提升梯度PCBN刀头材料的力学性能。在相同的冲击条件下,梯度PCBN刀头材料具有较好的抗机械冲击的能力;连续切削淬硬钢,梯度PCBN刀头材料切削性能较优,切削合力较小、切削温度较低。根据梯度PCBN刀头材料的设计方案,采用粉末分层铺填和高温高压烧结技术制备梯度PCBN刀头材料,通过优化梯度结构、层间组分和烧结工艺以达到力学性能最优。结果表明:层间组分为C1/C4/Cl,层厚比为0.3,烧结温度为1500℃,保温时间为10 min,梯度PCBN刀头材料的力学性能最优。与均质PCBN 刀头材料,梯度PCBN 刀头材料抗弯强度和硬度分别提高13%和14%。对烧结温度进行优化,发现材料组分中的Al和Co可以与CBN发生化学反应,烧结温度低于1450℃,反应产物为AlN和Co2B;烧结温度高于1450℃时,反应产物中的AlN逐渐向AlB2转化,Co2B含量基本不变,烧结温度达到1550℃时,Al的化合物只存在AlB2,而产物AlB2对材料力学性能存在不利影响。因此,梯度PCBN刀头材料的烧结需要合理控制烧结温度,抑制不利于材料性能产物的生成。对比裂纹在均质和梯度PCBN刀头材料层间的扩展形式,发现梯度材料的裂纹扩展在局部会产生更多的偏转,材料断裂时消耗更多的能量;对比裂纹在两种材料表层的扩展形式,发现均质材料裂纹扩展路径较为平直,裂纹扩展形式以穿晶为主;梯度材料裂纹在扩展路径中发生明显的偏转和桥联,裂纹扩展形式同时包含了穿晶和沿晶,表明梯度PCBN刀头材料的韧性较优。梯度PCBN刀头材料的强韧化机理从两个方面进行分析:梯度PCBN刀头材料层间热膨胀系数失配,在表层形成残余压应力;混合粒径烧结的梯度PCBN刀头材料,小粒径CBN颗粒具有“钉扎”强化的作用。对比均质和梯度PCBN刀头材料连续切削淬硬钢和断续切削球墨铸铁的性能,发现焊接式梯度PCBN 刀片切削性能较优,其刀具寿命相比焊接式均质PCBN刀片分别提升约31.4%和14.7%。废硬质合金刀片切削性能无法再生时,只能回收基体中的有价物质再生利用。本文重点研究废涂层硬质合金的清洁再生方法,提出了激光-水射流复合加工去除涂层工艺,建立了激光-水射流复合加工能效模型优化工艺参数,利用遗传算法求解能效模型。结合试验对比单目标与多目标工艺参数优化,发现利用能效模型优化工艺参数是在保证加工效率的前提下实现了能耗的最小化。对比高温氧化+球磨的传统涂层去除工艺,激光-水射流复合加工去除涂层精度较高,对基体的损伤较小,能够完全去除涂层,达到了基体材料清洁、高质量回收的目的;而高温氧化+球磨去除涂层对基体的损伤较大,损失了部分有价物质,并且存在涂层残留,基体回收质量较低。
蔡立超[5]（2021）在《优质粗颗粒立方氮化硼单晶的合成工艺与机理研究》文中提出立方氮化硼（Cubic Boron Nitride,简称c-BN）单晶的硬度仅次于金刚石单晶,具有良好的热稳定和抗氧化性能,并在黑色金属、高温合金和冷硬铸铁等难加工材料方面表现出优异的加工性能。优质粗颗粒c-BN单晶的应用价值更高。但是由于合成工艺研究不透彻和合成机理不明确,≥50目的优质粗颗粒c-BN单晶的制备仍较为困难。在工业上合成c-BN单晶最常用的方法是高温高压触媒法,采用的原料为六方氮化硼（Hexagonal Boron Nitride,简称h-BN）。探索c-BN单晶/触媒层界面物相的高温高压反应机理对合成优质粗颗粒c-BN单晶具有重要的理论指导意义。本文在国产六面顶合成压机上系统进行了 c-BN单晶的高温高压合成实验研究,批量获得了≥50目的优质粗颗粒c-BN单晶,并基于Li3N+h-BN体系对优质粗颗粒c-BN单晶合成机理进行了物理表征和理论计算,为工业化生产奠定了坚实的应用基础。本文利用扫描电镜和原子力显微镜观察了 c-BN单晶/触媒层的组织形貌;利用X射线衍射分析了 c-BN单晶外围触媒层中的物相组成;利用高分辨透射电镜分析了触媒层的微区形貌及物相;使用俄歇电子能谱分析了触媒层中B、N原子的电子结构及其分布规律;利用第一性原理计算了 h-BN/c-BN的相变共存点和Li3BN2的相变点,并计算了各相的表面能。综合物理表征和理论计算结果,揭示了优质粗颗粒c-BN单晶的合成机理。基于前期的工艺实验和机理研究,对原材料的指标进行了进一步优化,有效控制了高温高压的触媒组织,采用新的优化合成工艺批量合成出了≥50目的优质粗颗粒c-BN单晶。通过不同触媒体系的对比实验结果表明,Li3N+h-BN体系合成出的c-BN单晶转化率最高,单晶颗粒的粒度最粗,晶体形状相对最好。因此,Li3N+h-BN体系最适于合成优质粗颗粒c-BN单晶。基于Ca3N2+h-BN体系合成出的c-BN单晶,产量和转化率较低,粒度较细,晶体表面存在结晶缺陷。采用Mg3N2+h-BN体系合成出的c-BN单晶,产量和转化率最低,粒度最细,晶体生长不完善。本文通过优化对比实验研究,确定选择Li3N+h-BN体系作为重点研究对象,针对优质粗颗粒c-BN单晶的合成工艺开展了进一步的优化实验研究。通过对Li3N+h-BN体系进行系统的综合实验,确定出优化的合成工艺为:粒度为140/200目的Li3N作为触媒（Li3N添加量为10wt%）,100/120目的c-BN微粉作为籽晶（籽晶添加量为4wt%）,余量为h-BN;按照缓慢升压、功率平稳分布以及15min加热时间的高温高压合成工艺曲线（其中合成功率为4890W,合成压力为95MPa）,合成出的30/50目c-BN单晶占比可达56.8%。c-BN单晶的晶体完整度高、晶面平整、结晶质量好。合成出的优质粗颗粒c-BN单晶的强韧性测试结果表明,其静压强度可达48N,冲击韧性可达49%,强韧性指标均超过国家标准。根据“淬火”后的c-BN单晶及其触媒层表征分析结果能够发现,针对优质的粗颗粒c-BN单晶而言,其裸露面主要是（110）晶面,有些单晶的表面会呈现出多种形态特征,包括杂质颗粒、片层结构、三角孔洞以及大台阶结构。c-BN单晶的生长主要有二维形核生长及螺型位错生长方式。在触媒层样品当中所具备的物相结构包括h-BN、Li3BN2以及c-BN等,此外还有小部分杂质,没有观察到Li3N。通过针对不同触媒层微区进行观察可知,触媒层中存在结晶度较好的h-BN结构、结晶度较差的立方相BN结构、无定型态的BN结构以及无定型态BN结构中的纳米级立方BN结构。对比触媒层各层的AES（俄歇电子能谱）图谱可知,触媒层各层当中的AES图谱都会有B、N原子之下的sp2与sp3杂化态谱峰。而触媒层里面的B、N原子对应sp3杂化态之峰强会呈现出由外至内依次加强的特征,至于B、N原子对应的sp2杂化态之峰强则是呈现出由外至内依次趋弱的特征。据此能够确定,触媒层自外至内,立方相BN结构的含量越来越多。采用基于利用第一性原理的计算方法对触媒层中的主要物相进行了热力学计算。相图结果显示,h-BN转化成c-BN之相变共存点对应位置的温度与压强都比会Li3BN2出现相变的位置低。Li3BN2在整个合成过程中会稳定存在。c-BN的（110）晶面具有最低的表面能,因而优质粗颗粒c-BN单晶的裸露面应以（110）面为主,这也与形貌观察的结果相吻合。Li3BN2的（100）晶面具有最高的表面能,能够成为体系中其它相的微小基元聚集的基底。结合物理表征和理论计算结果,可以为分析优质粗颗粒c-BN单晶的生长机理和Li3BN2在高温高压下促进h-BN向c-BN转变的理论模型提供重要的实验依据及理论支撑。熔融态Li3BN2的（BN2）3-和Li+会破坏h-BN层与层之间的范德华键,使h-BN分解为更小的BN团簇,这些BN团簇具有低聚合度。Li+通过得失一个电子的方式,使B、N原子间之间实现电子转移,使BN团簇转变为具有sp3杂化态的c-BN生长单元。在Li3BN2的作用下,h-BN不断转变成c-BN生长单元,并向籽晶表面不断堆积,促使晶体持续生长。Li3BN2的（100）面有利于c-BN生长基元的聚集,加快生长基元向籽晶表面堆积的速度。基于c-BN单晶的合成机理分析,粒度更细的h-BN与触媒的接触面积更大而且被分解为BN团簇的速度更快,更适合用于优质粗颗粒c-BN单晶合成。将原材料h-BN的粒度细化,粒度中位径D50由7～9μm调整为2～4μm,并按照进一步优化的合成工艺进行了 c-BN单晶的高温高压合成实验,批量得到了强度指标更好的粗颗粒c-BN单晶。c-BN单晶静压强度达到50N,冲击韧性达到51.5%。表征结果表明,c-BN单晶外围管状触媒组织与前期实验得到的管状触媒组织基本相同,实现了触媒组织的有效控制和得到了新的优化合成工艺,为优质粗颗粒c-BN单晶的工业化生产提供了重要的实验基础和理论依据。
陈朝然[6]（2021）在《坚硬地层钻探用复合超硬材料（PDC）研制及性能研究》文中指出近年来,随着石油勘探开发的不断深入,浅层、易开发油气资源越来越少,钻探工作已由浅层、中深层向深部发展。同时,深部油气资源、地热资源、固体矿产资源的勘探开发对钻探技术提出了更高要求。为了解决深部地层岩石坚硬、研磨性强、高温、高压等复杂条件对高效、长寿命钻头的要求,急需研制开发综合性能优异的钻头材料。由于聚晶金刚石复合片（PDC）钻头硬岩的普遍性,高性能PDC材料的研发成为国内外的热点领域。研究发现,在坚硬、强研磨性地层中,影响金刚石复合片钻头使用性能的主要因素是高接触压力和岩石的高研磨性。上述因素将导致PDC的聚晶金刚石层与岩石接触面的摩擦温度过高,使金刚石聚晶层强度降低、磨损加快,从而导致金刚石复合片钻头的使用寿命降低。为解决上述难题,除了需要针对不同地层优化PDC钻头的结构及钻井参数外,还需研制具有高强度、高耐磨性和高热稳定性的聚晶金刚石复合片,并对PDC性能提升方法和机理开展理论研究。这对于延长钻头的使用寿命、提高钻进效率、扩大PDC钻头的应用范围,具有极其重要的意义。为了提高PDC的力学性能和热稳定性,可以从超硬材料的材料体系、界面结构设计、制备工艺等多个角度研究,包括分析超硬材料微观结构与成品宏观物性关系,分析粘结剂含量、粒径等对超硬材料宏观物性影响,分析金刚石微粉粒径、镀层特性、空间形态对超硬材料宏观物性影响,分析超硬材料配方研究及界面结构优化设计等。石墨烯自从被发现以来,由于其优异的力学和机械性能,使其可以作为复合材料理想的增强体。但是,目前对于石墨烯作为增强体的复合材料的研究主要集中在聚合物基和陶瓷基复合材料,对聚晶金刚石复合材料研究的较少,一些问题还未得到解决。金刚石拥有各种优异的物理力学性能,但常压下的热稳定性较差。立方氮化硼（c BN）拥有优良的热稳定性,其耐热温度在空气中可达1100℃左右,且同时拥有较高的硬度、大的弹性模量、断裂韧度。金刚石和氮化硼在结构晶格中的亲和力和共价键特性,使得金刚石和立方氮化硼可以形成“合金”,从而获取力学性能和热稳定性能优良的复合材料。碳氮化钛（Ti CN）结合了Ti C和Ti N的优点,同时具有高熔点、高硬度,而且Ti CN的热膨胀系数与c BN更匹配,常被用作为高温高压下烧结制备聚晶立方氮化硼（Pc BN）的粘结剂,以增加材料的抗弯强度和断裂韧性,从而获得具有较高红硬性和较低摩擦系数的Pc BN。本文针对花岗岩等坚硬地层岩石的钻进难题,研制具有高强度、高耐磨性和高热稳定性的聚晶金刚石复合片。通过在原材料中添加适量的石墨烯、立方氮化硼、碳氮化钛,利用国产六面顶压机,采用高温高压烧结法制备了高耐磨、高导电、高耐热、强度高的PDC复合片,并对PDC性能提升的机理开展了理论研究。此外,对不同界面结构的PDC的温度场、应力场进行了有限元数值模拟,结合室内钻进实验,提升了钻探用PDC钻头钻进硬岩的适用性,这对硬岩地层钻进用PDC钻头的推广应用具有重要的理论意义及应用价值。论文主要的研究工作和相关结论如下:（1）在国产六面顶压机下的高温高压条件下（5-6.5GPa,1300-1700°C）,成功制备了尺寸为13mm及30mm的聚晶金刚石复合片。石墨烯强化烧结的复合片为PDC-Graphene复合片,立方氮化硼强化烧结的复合片为TDBN系列复合片,碳氮化钛作为粘结剂制备的PDC为TDBN-Ti CN复合片,制备的PDC性能均可满足硬岩钻探的需要。（2）PDC-Graphene系列复合片中,适量的石墨烯可在金刚石表面形成润滑保护膜,在高压条件下降低金刚石颗粒间的摩擦阻力,促进碎化金刚石空隙的填充,提升粘结剂的均匀分布,从而使聚晶金刚石层中形成更为致密、均匀的结构,与不添加石墨烯制备的PDC相比,添加石墨烯制备的PDC-Graphene导电性和导热性以及机械性能均有一定程度的提升。（3）TDBN系列复合片与传统的PDC相比,TDBN系列复合片中金刚石在Co粘结剂作用下溶解析出,同时也伴随着表面钛膜的脱层并与c BN发生反应,生成热稳定性及耐磨性好的新陶瓷相,如Ti B2,Ti N。一方面不会影响金刚石颗粒之间形成D-D键合,另一方面反应产生的陶瓷相将填充在金刚石空隙间的金刚石通过键合连接在一起,从而使得合成的PDC复合片致密性、耐磨性。（4）TDBN-Ti CN系列复合片中,硬质合金基体中的Co渗入金刚石层中,和粘结剂Ti CN形成金属和陶瓷粘结剂体系。它可以促进立方氮化硼颗粒在金刚石晶界处形成Pc BN,并促进TDBN-Ti CN系列PDC同时具有PCD和Pc BN的综合性能。（5）对PDC硬质合金基体的非平面结构进行了更改设计,并开展了有限元数值模拟分析。采用Abaqus有限元数值模拟软件对新性非平面界面结构PDC的残余应力进行了分析,结果表明均匀分布的矩形凸起,起到了有效的分散应力的作用,显着减少了高温高压烧结后PDC内部的残余应力。
吴粤军,许斌杰,薛建军,庹超,黄鹏[7]（2021）在《镍基合金材料切削加工刀具研究》文中提出对硬质合金刀具、立方氮化硼刀具这两种镍基合金材料切削加工的主要刀具进行研究,通过切削加工试验分析不同刀具对镍基合金材料切削加工表面粗糙度的影响,进而优化得到适用于镍基合金材料超精密切削加工的刀具。
张旺玺,梁宝岩,李启泉[8]（2021）在《超硬材料合成方法、结构性能、应用及发展现状》文中认为为了对超硬材料有更深入的了解,对以金刚石和立方氮化硼为主的超硬材料的合成方法、发展历程、结构与性能及应用领域进行了综述。金刚石的合成方法主要有静压触媒高压高温法、化学气相沉积法、动压爆炸法或爆轰法。经过几十年的发展,我国超硬材料制造技术和装备已经处于国际先进水平。超硬材料除了硬度高之外,还有许多优良的物理力学和化学性能,广泛应用于磨具、刀具、锯切、钻进等超硬材料工具和新型功能材料。
崔金蒙,孟德忠,吴哲,岳文,王成彪[9]（2020）在《PCBN刀具切削性能和磨损机理研究综述》文中认为聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具是继聚晶金刚石刀具之后的又一种超硬刀具,以其独特的"以车代磨"、"硬态加工"、"干式切削"等方式被誉为21世纪的绿色环保刀具。PCBN刀具在金属切削方面具有广泛的应用,主要用来加工各种淬硬钢、耐磨铸铁等铁基材料。本文介绍了PCBN刀具成分、几何形状、切削参数等对其切削性能的影响,在此基础上分析了不同材料加工时刀具的主要磨损机理,还简单对比了硬质合金和PCBN刀具切削性能上的差异。
于法冒[10]（2020）在《蠕墨铸铁的本构方程建立和铣削性能研究》文中指出蠕墨铸铁作为一种综合性能优于灰铸铁的材料,在汽车行业的应用受到广泛关注。但是对蠕墨铸铁的动态力学行为和切削仿真研究较少。本文研究了蠕墨铸铁GJV450材料在高温高应变率下的动态力学行为,建立了 GJV450的J-C本构方程,并进行了仿真研究;研究了 PCBN刀具高速铣削蠕墨铸铁时的刀具磨损和已加工表面完整性:利用蚁群算法优化的BP神经网络优化了蠕墨铸铁的铣削参数。通过霍普金森压杆实验,获取了 GJV450高温高应变率下的动态力学行为,发现GJV450存在明显热软化效应,并且与应变率无关;GJV450在不同温度下存在着应变率强化效应和应变率弱化效应,说明材料不同应变率下的流动应力受温度影响。采用J-C本构方程对GJV450的动态力学行为进行拟合,建立了GJV450高温高应变率下的J-C本构方程,实验验证了该本构方程的有效性,并进行了切削仿真研究。研究了 PCBN刀具铣削蠕墨铸铁时的切削力、切削温度、刀具磨损和表面完整性。结果表明,切削力随进给量变化明显,与切削温度的变化规律基本一致;在小进给量条件下,切削力和切削温度随切削速度的增加而增大,在大进给量条件下则变化不明显。PCBN高速铣削蠕墨铸铁的刀具失效形式为后刀面磨损,刀具寿命随着进给量的增大和速度的增大而减小,但在大进给量条件下的材料去除体积大于小进给量条件下的去除体积。PCBN刀具高速铣削蠕墨铸铁的刀具磨损机理主要是粘结磨损和扩散磨损。切削速度对已加工表面形貌和表面粗糙度的影响较小,进给量对已加工表面形貌和表面粗糙度的影响较大。显微硬度随着进给量的增大而增加,在小进给条件下显微硬度随切削速度的增大而持续增大,在大进给条件下则由于热软化效应的抵抗和刀具磨损的影响,导致显微硬度随切削速度的增大而呈现出先增大后减小再增大的趋势。设计了 BP神经网络模型,利用课题组的实验数据分别训练了 BP神经网络和蚁群算法优化的BP神经网络,发现蚁群算法优化的BP神经网络运算效率高于BP神经网络。最后进行了实例优化。
二、立方氮化硼及其应用（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、立方氮化硼及其应用（论文提纲范文）
（1）高速切削加工的刀具技术研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 高速切削加工原理 |
| 2 高速切削加工技术分析 |
| 2.1 刀具材料技术 |
| 2.2 刀具系统接口技术 |
| 3 高速切削加工的刀具技术发展趋势 |
| 4 结语 |
（2）立方氮化硼刀具材料的激光水射流复合工艺加工方法（论文提纲范文）
| 1 材料与方法 |
| 2 理论分析 |
| 3 结果与讨论 |
| 4 结语 |
（4）废硬质合金刀片切削性能再生及其清洁回收工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 废硬质合金刀片回收利用的研究现状 |
| 1.1.1 废硬质合金刀片切削性能再生的研究现状 |
| 1.1.2 废硬质合金刀片再生利用的研究现状 |
| 1.2 焊接式刀片制备的研究现状 |
| 1.3 立方氮化硼材料制备及其应用的研究现状 |
| 1.3.1 立方氮化硼材料制备的研究现状 |
| 1.3.2 PCBN刀具应用的研究现状 |
| 1.4 梯度功能刀具材料制备及其应用的研究现状 |
| 1.5 废硬质合金刀片回收利用存在的问题 |
| 1.6 本文的研究目的、意义及主要研究内容 |
| 1.6.1 本文的研究目的和意义 |
| 1.6.2 本文的主要研究内容 |
| 第2章 废硬质合金刀片再生切削性能研究 |
| 2.1 基于回收质量的废硬质合金刀片再利用方式分析 |
| 2.2 改制刀片剩余寿命评估 |
| 2.2.1 改制刀片剩余寿命评估的BP神经网络模型 |
| 2.2.2 剩余寿命评估模型验证 |
| 2.3 基于高材料利用率的废硬质合金刀片焊接修复工艺设计 |
| 2.3.1 废硬质合金刀片焊接修复工艺设计 |
| 2.3.1.1 PCBN复合片修复废硬质合金刀片工艺设计 |
| 2.3.1.2 PCBN整体材料修复废硬质合金刀片工艺设计 |
| 2.3.2 硬质合金真空钎焊PCBN工艺设计 |
| 2.4 废硬质合金刀片切削性能再生评价方法 |
| 2.4.1 评价指标的确定 |
| 2.4.2 模糊物元法概述 |
| 2.5 废硬质合金刀片切削性能再生评价方法验证 |
| 2.5.1 基于模糊物元法的废硬质合金刀片再生切削性能综合评价 |
| 2.5.1.1 连续切削淬硬钢试验条件 |
| 2.5.1.2 连续切削淬硬钢废硬质合金刀片再生切削性能综合评价 |
| 2.5.1.3 断续切削球墨铸铁试验条件 |
| 2.5.1.4 断续削球墨铸铁废硬质合金刀片再生切削性能综合评价 |
| 2.5.2 废硬质合金刀片切削性能再生经济性评价 |
| 2.5.3 废硬质合金刀片切削性能再生绿色性评价 |
| 2.6 涂层硬质合金刀片和焊接式均质PCBN刀片失效机理分析 |
| 2.6.1 连续切削淬硬钢刀片失效机理 |
| 2.6.2 断续切削球墨铸铁刀片失效机理 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 面向废硬质合金刀体的焊接式梯度PCBN刀头材料设计 |
| 3.1 梯度PCBN刀头材料体系的确定及物化相容性分析 |
| 3.1.1 梯度PCBN刀头材料体系确定 |
| 3.1.2 物理相容性分析 |
| 3.1.3 化学相容性分析 |
| 3.2 梯度PCBN刀头材料组分与结构设计 |
| 3.2.1 梯度PCBN刀头材料组分配比设计 |
| 3.2.2 梯度PCBN刀头材料结构设计 |
| 3.3 基于有限元仿真的梯度PCBN刀头材料设计 |
| 3.3.1 制备梯度PCBN 刀头材料的均质PCBN材料物性参数确定 |
| 3.3.2 梯度PCBN刀头材料的残余应力仿真分析 |
| 3.3.3 梯度PCBN刀头材料抗机械冲击性能仿真分析 |
| 3.3.4 梯度PCBN刀头材料连续切削性能仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 废硬质合金刀体焊梯度PCBN刀头材料制备及切削性能研究 |
| 4.1 梯度PCBN刀头材料复合粉体制备及烧结工艺制定 |
| 4.2 力学性能与微观结构检测方法 |
| 4.3 梯度PCBN刀头材料层厚比优化 |
| 4.4 梯度PCBN刀头材料烧结工艺优化 |
| 4.4.1 烧结温度优化 |
| 4.4.2 保温时间优化 |
| 4.5 梯度PCBN刀头材料层间组分优化 |
| 4.6 梯度PCBN刀头材料的强韧化机理 |
| 4.7 梯度PCBN刀头材料连续切削淬硬钢性能研究 |
| 4.7.1 试验条件 |
| 4.7.2 刀片寿命 |
| 4.7.3 表面粗糙度 |
| 4.7.4 切削合力 |
| 4.7.5 磨损特征及磨损机理 |
| 4.8 梯度PCBN刀头材料断续切削球墨铸铁性能研究 |
| 4.8.1 试验条件 |
| 4.8.2 刀具寿命 |
| 4.8.3 切削合力 |
| 4.8.4 表面粗糙度 |
| 4.8.5 磨损特征及磨损机理 |
| 4.9 本章小结 |
| 第5章 废涂层硬质合金刀片清洁回收工艺研究 |
| 5.1 激光-水射流复合加工系统 |
| 5.2 激光-水射流复合加工去除涂层能效模型建立 |
| 5.2.1 激光-水射流复合加工涂层去除比能耗模型 |
| 5.2.2 激光-水射流复合加工涂层去除效率模型 |
| 5.2.3 激光-水射流复合加工涂层去除能效模型 |
| 5.3 基于试验的激光-水射流复合加工去除涂层工艺参数优化 |
| 5.3.1 能效模型参数确定 |
| 5.3.2 单目标与多目标工艺参数优化 |
| 5.4 能效模型验证 |
| 5.5 激光-水射流复合加工与高温氧化+球磨去除涂层机理及应用分析 |
| 5.5.1 激光-水射流复合加工去除涂层机理分析 |
| 5.5.2 激光-水射流复合加工去除涂层应用分析 |
| 5.5.3 高温氧化+球磨去除涂层机理分析 |
| 5.5.4 高温氧化+球磨去除涂层应用分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 论文创新点摘要 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果及获得的奖励 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）优质粗颗粒立方氮化硼单晶的合成工艺与机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 氮化硼的晶体结构 |
| 1.3 高温高压法合成粗颗粒c-BN单晶的研究现状 |
| 1.4 c-BN单晶合成机理的国内外研究现状 |
| 1.5 c-BN单晶触媒层组织结构的表征研究 |
| 1.5.1 c-BN单晶触媒层组织形貌和物相结构研究 |
| 1.5.2 c-BN单晶/触媒层界面的电子结构研究 |
| 1.6 第一性原理研究c-BN单晶合成机理的现状 |
| 1.7 本文主要研究内容 |
| 第2章 实验、表征与理论计算方法 |
| 2.1 高温高压合成实验 |
| 2.1.1 合成组装块的尺寸 |
| 2.1.2 合成组装块的制备 |
| 2.2 c-BN单晶触媒层组织形貌与结构表征 |
| 2.2.1 c-BN单晶/触媒层界面的SEM形貌表征 |
| 2.2.2 触媒层物相结构的XRD表征 |
| 2.2.3 触媒层物相结构的HRTEM表征 |
| 2.2.4 c-BN单晶表面的AFM表征 |
| 2.2.5 触媒层结构的AES表征 |
| 2.3 第一性原理计算方法 |
| 2.3.1 密度泛函理论 |
| 2.3.2 赝势平面波法 |
| 2.3.3 VASP软件包 |
| 2.4 c-BN单晶的力学性能测试 |
| 第3章 不同触媒合成粗颗粒c-BN单晶的对比实验 |
| 3.1 Li_3N触媒合成粗颗粒c-BN单晶 |
| 3.1.1 Li_3N+h-BN体系中合成功率对c-BN合成效果的影响 |
| 3.1.2 Li_3N+h-BN体系中合成压力对c-BN合成效果的影响 |
| 3.2 Ca_3N_2触媒合成粗颗粒c-BN单晶 |
| 3.2.1 Ca_3N_2+h-BN体系中合成功率对c-BN合成效果的影响 |
| 3.2.2 Ca_3N_2+h-BN体系中合成压力对c-BN合成效果的影响 |
| 3.3 Mg_3N_2触媒合成粗颗粒c-BN单晶 |
| 3.3.1 Mg_3N_2+h-BN体系中合成功率c-BN合成效果的影响 |
| 3.3.2 Mg_3N_2+h-BN体系中合成压力对c-BN合成效果的影响 |
| 3.4 三种触媒合成粗颗粒c-BN单晶的形貌对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Li_3N触媒合成粗颗粒c-BN单晶的工艺优化 |
| 4.1 Li_3N触媒添加量、粒度对合成效果的影响 |
| 4.1.1 Li_3N添加量对合成效果的影响 |
| 4.1.2 Li_3N粒度对合成效果的影响 |
| 4.2 高温高压合成工艺曲线的优化 |
| 4.2.1 分段升压与慢升压工艺曲线的对比优化 |
| 4.2.2 两种不同加热工艺曲线的对比 |
| 4.2.3 加热时间对粗颗粒c-BN单晶合成的影响 |
| 4.3 添加c-BN籽晶对合成粗颗粒c-BN单晶的影响 |
| 4.3.1 c-BN籽晶添加量的影响 |
| 4.3.2 c-BN籽晶粒度的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 c-BN单晶/触媒层界面形貌分析及组织结构表征 |
| 5.1 c-BN单晶/触媒界面的组织形貌 |
| 5.2 c-BN单晶的AFM观测分析 |
| 5.3 c-BN单晶触媒层物相结构表征 |
| 5.3.1 c-BN单晶触媒层物相结构的XRD分析 |
| 5.3.2 c-BN单晶触媒层物相结构的HRTEM分析 |
| 5.4 c-BN单晶触媒层的AES表征 |
| 5.4.1 c-BN单晶触媒层的AES谱 |
| 5.4.2 c-BN单晶触媒层B、N原子的AES谱 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 触媒层主要物相表面能及相关相图的计算 |
| 6.1 晶格常数的计算 |
| 6.2 第一性原理对表面能的计算 |
| 6.3 h-BN/c-BN相图的计算 |
| 6.3.1 h-BN、c-BN和Li3BN2的态密度 |
| 6.3.2 h-BN/c-BN之间的物相共存点 |
| 6.3.3 h-BN/c-BN相转变的p-T图 |
| 6.3.4 Li3BN2的相转变点 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 粗颗粒c-BN单晶合成机理分析及触媒组织控制 |
| 7.1 粗颗粒c-BN单晶高温高压合成机理分析 |
| 7.1.1 Li3BN2催化h-BN相变的理论模型 |
| 7.1.2 c-BN单晶的生长机理 |
| 7.1.3 Li_3BN_2的催化机理 |
| 7.2 高温高压触媒组织与粗颗粒c-BN单晶合成效果的关系 |
| 7.2.1 粗颗粒c-BN单晶合成效果与触媒层物相组成的关系 |
| 7.2.2 粗颗粒c-BN单晶合成效果与触媒层内物相含量的关系 |
| 7.2.3 粗颗粒c-BN单晶合成效果与触媒层形貌的关系 |
| 7.3 高温高压触媒组织控制的合成实验验证 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 结论 |
| 创新点 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）坚硬地层钻探用复合超硬材料（PDC）研制及性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 聚晶金刚石复合片(PDC)的研究现状 |
| 1.2.2 PDC钻头技术的研究现状 |
| 1.2.3 PDC数值模拟仿真的研究现状 |
| 1.3 石墨烯强化复合材料研究现状 |
| 1.4 氮化硼强化复合超硬材料的研究现状 |
| 1.5 碳氮化钛强化复合超硬材料的研究现状 |
| 1.6 PDC切削齿的失效形式 |
| 1.7 本文研究内容 |
| 1.8 研究方法及技术路线 |
| 1.8.1 研究方法 |
| 1.8.2 技术路线 |
| 第2章 复合超硬材料PDC制备及性能测试方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 原料预处理方法 |
| 2.2.1 金刚石微粉及硬质合金基体处理 |
| 2.2.2 金刚石微粉粒径测试 |
| 2.3 PDC试样制备方法 |
| 2.4 PDC复合片后处理方法 |
| 2.5 PDC试样样品表征方法与原理 |
| 2.5.1 XRD表征测试 |
| 2.5.2 拉曼表征测试 |
| 2.5.3 热重分析 |
| 2.5.4 PDC显微结构及形貌分析 |
| 2.6 PDC试样的性能测试方法 |
| 2.6.1 耐磨性 |
| 2.6.2 硬度测试 |
| 2.6.3 抗冲击测试 |
| 2.6.4 导热性分析 |
| 第3章 PDC的制备、表征及性能测试 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 石墨烯强化PDC制备、表征及性能测试 |
| 3.2.1 实验原材料处理 |
| 3.2.2 烧结工艺 |
| 3.2.3 不同粒径金刚石微粉级配 |
| 3.2.4 高温高压下石墨烯表征分析 |
| 3.2.5 石墨烯强化PDC硬度测试 |
| 3.2.6 耐磨性测试 |
| 3.2.7 抗冲击韧性测试 |
| 3.2.8 SEM显微分析 |
| 3.2.9 XRD分析 |
| 3.2.10 激光拉曼光谱分析 |
| 3.2.11 导热性及导电性测试 |
| 3.3 氮化硼强化PDC的制备、表征及性能测试 |
| 3.3.1 实验材料及准备 |
| 3.3.2 力学性能测试 |
| 3.3.3 XRD分析 |
| 3.3.4 激光拉曼分析 |
| 3.3.5 TG-DSC热重分析 |
| 3.3.6 SEM分析 |
| 3.4 碳氮化钛强化PDC的制备、表征及性能测试 |
| 3.4.1 实验材料及准备 |
| 3.4.2 力学性能测试 |
| 3.4.3 XRD分析 |
| 3.4.4 激光拉曼分析 |
| 3.4.5 TG-DSC热重分析 |
| 3.4.6 SEM分析 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 PDC热应力数值模拟 |
| 4.1 基于Abaqus的热应力分析 |
| 4.2 Abaqus计算PDC热应力数值模拟 |
| 4.3 残余应力结果分析 |
| 4.3.1 常规平面型PDC复合界面热传导分析 |
| 4.3.2 复合型PDC复合界面热传导分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 PDC钻进实验及分析 |
| 5.1 实验方法 |
| 5.2 钻头结构设计与加工 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 一、作者简介 |
| 二、发表的学术成果 |
| 三、参与的科研项目 |
| 四、参加的学术活动 |
| 致谢 |
（7）镍基合金材料切削加工刀具研究（论文提纲范文）
| 1 研究背景 |
| 2 硬质合金刀具 |
| 3 立方氮化硼刀具 |
| 4 切削加工试验分析 |
| 4.1 试验条件 |
| 4.2 刀具材料的影响 |
| 4.3 切削参数的影响 |
| 5 刀具磨损机理研究 |
| 6 结束语 |
（8）超硬材料合成方法、结构性能、应用及发展现状（论文提纲范文）
| 1 超硬材料主要合成方法概述 |
| 2 超硬材料的发展概况 |
| 2.1 国外超硬材料的发展概况 |
| 2.2 我国超硬材料发展过程概述 |
| 2.3 我国现在是超硬材料制造大国 |
| (1)我国超硬材料的产量居世界第一。 |
| (2)我国自主开发的六面顶压机装备和技术引领世界超硬材料生产领域。 |
| 3 超硬材料的结构与性能 |
| 3.1 金刚石的结构与性能 |
| (1)金刚石的化学成分 |
| (2)金刚石的晶体结构 |
| (3)金刚石是一种碳材料 |
| (4)金刚石的物理力学特性 |
| (5)金刚石的化学特性 |
| 3.2 cBN的结构与性能 |
| (1)结构 |
| (2)性能 |
| 4 超硬材料的应用概述 |
| 4.1 超硬材料制品的主要品种 |
| 4.2 天然钻石和人造钻石 |
| (1)天然钻石 |
| (2)人造钻石 |
| 4.3 cBN的主要应用 |
| 5 结语与展望 |
（9）PCBN刀具切削性能和磨损机理研究综述（论文提纲范文）
| 1 影响PCBN刀具切削性能的因素 |
| 1.1 刀具成分的影响 |
| 1.1.1 CBN含量 |
| 1.1.2 黏结剂 |
| 1.2 刀具几何形状的影响 |
| 1.3 切削参数的影响 |
| 1.4 冷却条件的影响 |
| 1.5 PCBN刀具切削对机床的要求 |
| 2 PCBN刀具的磨损机理 |
| 2.1 磨粒磨损 |
| 2.2 黏着磨损 |
| 2.3 扩散磨损 |
| 2.4 化学磨损 |
| 3 结语及展望 |
（10）蠕墨铸铁的本构方程建立和铣削性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 蠕墨铸铁材料及其切削加工研究现状 |
| 1.2.1 蠕墨铸铁切削性能 |
| 1.2.2 蠕墨铸铁成屑机理研究 |
| 1.2.3 国内蠕墨铸铁切削加工研究现状 |
| 1.2.4 国外蠕墨铸铁切削加工研究现状 |
| 1.3 金属有限元切削仿真研究现状 |
| 1.3.1 切削加工有限元仿真 |
| 1.3.2 金属切削加工仿真中的材料本构方程 |
| 1.3.3 蠕墨铸铁有限元仿真研究现状 |
| 1.4 其它相关仿真方法的研究现状 |
| 1.4.1 蚁群算法的研究进展 |
| 1.4.2 人工神经网络研究进展 |
| 1.5 蠕墨铸铁研究中存在的问题 |
| 1.6 本文的研究目的和研究内容 |
| 1.6.1 研究目的 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第2章 蠕墨铸铁GJV450本构方程的建立 |
| 2.1 实验设计 |
| 2.1.1 静态拉伸实验 |
| 2.1.2 分离式霍普金森压杆实验原理 |
| 2.1.3 实验方案 |
| 2.2 实验数据处理 |
| 2.2.1 静态拉伸实验数据处理 |
| 2.2.2 霍普金森压杆实验数据处理 |
| 2.3 GJV450本构方程的建立 |
| 2.4 蠕墨铸铁本构方程的验证 |
| 2.4.1 正交车削实验验证 |
| 2.4.2 正交铣削实验验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 聚晶立方氮化硼刀具铣削蠕墨铸铁时刀具磨损和表面完整性研究 |
| 3.1 实验条件 |
| 3.2 PCBN刀具铣削蠕墨铸铁时的铣削力和铣削温度 |
| 3.2.1 铣削力 |
| 3.2.2 铣削温度 |
| 3.3 PCBN刀具铣削蠕墨铸铁时的刀具磨损研究 |
| 3.3.1 刀具寿命 |
| 3.3.2 刀具磨损机理 |
| 3.4 PCBN刀具铣削蠕墨铸铁时的表面完整性研究 |
| 3.4.1 表面形貌 |
| 3.4.2 表面粗糙度 |
| 3.4.3 表面显微硬度 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于蚁群神经网络的蠕墨铸铁铣削数据优化 |
| 4.1 人工神经网络的基本原理 |
| 4.2 BP神经网络设计 |
| 4.2.1 需求分析 |
| 4.2.2 样本数据 |
| 4.2.3 网络训练次数 |
| 4.2.4 BP神经网络的局限性 |
| 4.3 基于蚁群算法的BP神经网络优化算法 |
| 4.3.1 蚁群算法优化神经网络算法 |
| 4.3.2 蚁群神经网络在切削参数推荐的应用 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
四、立方氮化硼及其应用（论文参考文献）
- [1]高速切削加工的刀具技术研究[J]. 高文优,韩芙蓉. 新型工业化, 2021(09)
- [2]立方氮化硼刀具材料的激光水射流复合工艺加工方法[J]. 何同继,谢皆睿,王巍,王石,王一桦,赵静楠. 天津科技大学学报, 2021(04)
- [3]高硬度难加工材料的切削加工研究[D]. 李超. 华北理工大学, 2021
- [4]废硬质合金刀片切削性能再生及其清洁回收工艺研究[D]. 云昊. 山东大学, 2021(11)
- [5]优质粗颗粒立方氮化硼单晶的合成工艺与机理研究[D]. 蔡立超. 山东大学, 2021(10)
- [6]坚硬地层钻探用复合超硬材料（PDC）研制及性能研究[D]. 陈朝然. 吉林大学, 2021(01)
- [7]镍基合金材料切削加工刀具研究[J]. 吴粤军,许斌杰,薛建军,庹超,黄鹏. 机械制造, 2021(02)
- [8]超硬材料合成方法、结构性能、应用及发展现状[J]. 张旺玺,梁宝岩,李启泉. 超硬材料工程, 2021(01)
- [9]PCBN刀具切削性能和磨损机理研究综述[J]. 崔金蒙,孟德忠,吴哲,岳文,王成彪. 金刚石与磨料磨具工程, 2020(06)
- [10]蠕墨铸铁的本构方程建立和铣削性能研究[D]. 于法冒. 山东大学, 2020(02)