一、含硼黑金刚石聚晶的研制及其性能的测试（论文文献综述）
清泉[1]（1977）在《含硼黑金刚石的结构与合成机理及其特殊性能的探讨》文中研究说明含硼黑金刚行研制成功后,发现它具有耐高温的特殊性能,比普通金刚石的耐热性约高200—300℃。这一发现受到了人们愈来愈多的重视。同时还很自然地提出了这样的问题:这种金刚石为什么能耐高温?它可能还有什么特殊性能?我们从理论上对含硼黑金刚石的结构及其合成机理进行了探讨。阐明了它为什么能耐高温,并从理论上预言它还具有化学惰性好,能用来加工高硬度的铁族材料的优异性能。最近已从实践上证实了这一点。这样就使我们能有意识地研制出一种具有强度高和耐热性与化学惰性都好的金刚石和金刚石制品,从而扩大金刚石的使用效果和使用范围。本文将简要阐述这方面的理论探讨和结果。
芶清泉[2]（1978）在《含硼黑金刚石的结构与合成机理及其特殊性能的探讨》文中认为含硼黑金刚石研制成功后,发现它具有耐高温的特殊性能比普通金刚石的耐热性约高200—300℃,这一发现受到了人们愈来愈多的重视,同时还很自然地提出了这样的问题:这种金刚石为什么能耐高温?它可能还有什么特殊性能?我们从理论上对含硼黑金刚石的结构及其合成机理进行了探讨,阐明了它为什么能耐高温,并从理论上预言它还具有化学惰性好,能用来加工高硬度的铁族材料的优异性能,最近已从实践上证实了这点,这样就使我们能有意识地研制出一种具有强度高和耐热性与化学惰性都好的金刚石和金刚石制品,从而扩大金刚石的使用效果和使用范围,本文将简要阐述这方面的理论探讨和结果。
孙延龙[3]（2012）在《含硼聚晶金刚石复合片（PDC）合成与机理的研究》文中提出含硼金刚石与普通金刚石相比,具有抗氧化性强、耐热温度高、化学惰性好、抗冲击韧性好以及良好的半导体性能等特点。越来越广泛的应用在聚晶金刚石复合片中,以使合成的含硼聚晶金刚石复合片具有较高抗冲击韧性和耐热性能,提高其使用寿命,同时还有利于使用电弧设备加工。本论文在国产六面顶人造金刚石压机上采用Co熔渗催化的方法添加含硼金刚石成功合成生长型Φ19mm钻探用含硼聚晶金刚石复合片。对合成样品的耐磨性、抗冲击韧性、耐热性等性能进行了检测,采用SEM、EDS、XRD、DSC-TG等分析手段,分析研究了样品的微观组织结构、粘结剂Co在高温高压合成过程中的熔渗行为及分布状态、聚晶金刚石复合片的复合机理。最终确定适合稳定生产的工艺参数。检测了使用的金刚石微粉纯度约为99.89%以上,其杂质元素主要为Fe、Ni、Mn、Si、Mg、Al、Ca等;确定了金刚石微粉550～600℃、5h的高真空净化工艺及WC-16%Co基体结合界面喷砂和超声波清洗的处理工艺。自行设计了间接加热组装结构,导电钢帽采用大直径薄壁堵头减小两端向顶锤方向的热传递,从而实现两端保温并避免烧锤；聚晶层相对放置,在中间夹2-3片盐片周围用高纯高精炭黑盐管,保证合成过程中压力场和温度场的稳定。确定了合适的工艺参数：（1）Φ460压机：合成压力（油缸压力）为101MPa,加热功率为10728W,合成时间为9～11min。（2）Φ500压机：合成压力（油缸压力）为95MPa,加热功率12028W,合成时间为10～12min。研究了PDC的复合机理。研究结果表明：（1）WC-Co基底与金刚石层的结合实质是WC-Co-Dia的结合。（2）聚晶金刚石层颗粒间形成了牢固的D-D直接结合与D-Co-D结合,组织结构较均匀致密,粘结剂钴沿晶界以断续网格状分布。研究了含硼金刚石添加量与合成的含硼PDC性能关系：实验结果表明,当含硼金刚石微粉加入比例为20%～30%时,合成的含硼PDC综合性能最好。
崔慧聪,李廷臣,苏文辉,千正男,宋仁哲,刘伟,崔中河,崔风珠[4]（1979）在《大颗粒硼皮金刚石聚晶的研制》文中进行了进一步梳理本文利用一般生产的黄金刚石单晶作原料,或采取表面加硼处理,或在粘结剂中掺少量硼,使金刚石单晶表面蒙上硼原子层,同时强化粘结剂,在高温高压下进行了硼皮金刚石聚晶的研制,具有悬挂键的金刚石单晶表面,由于微量硼原子的引入,可能产生重构,从而可能改善聚晶的性能。实验结果表明,在高温高压下聚合成的这种大颗粒硼皮金刚石聚晶体的耐热性和磨耗比都大大提高,并且赶上了以含硼黑金刚石单晶为原料合成的大颗粒含硼黑金刚石聚晶,用它们做成的石油取心钻头,效果良好,初步的实验,取得了预期的效果。
吉林大学、郑州磨料所、天津砂轮厂黑金刚石聚晶科研协作组[5]（1977）在《含硼黑金刚石聚晶的研制及其性能的测试》文中研究表明一九七六年七月份,吉林大学、郑州磨料所与天津市砂轮厂实行厂、所、校三结合,组成了黑金刚石聚晶科研协作组,于一九七六年十二月上旬在天津砂轮厂金刚石车间研制成功了具有特殊优异性能的大颗粒黑金刚石聚晶。这种聚晶具有较高的磨耗比,一般平均磨耗比可稳定在4方（1:40000）左右。其热稳定性也较高,在没有保护气氛的情况下,能在950℃～1050℃保持稳定,不降低质量,比普通黄金刚石合成的聚晶的热稳定性温度约高200℃。黑金刚石聚晶的这种优异性能,为制造红硬性高的金刚石制品,创造了有利条件,从而扩大了金刚石的使用范围。同时还从理论上预言,实践上证实,它还有化学惰性好的特性,可以用来加工铁族材料。这是一种有重要用途的新材料,且生产成本不高,可以大量投产。本文将报道这种聚晶的研制工艺和性能测试结果。
蓝红[6]（2014）在《含金刚石复合石油钻齿的性能研究》文中提出本文较为详细的论述了两种石油钻头用含金刚石钻齿的研究过程：（1）针对目前已大规模使用的聚晶金刚石复合片（PDC）钻齿的一些特殊性能进行了试验室评价,以期获得该类钻齿在钻井破岩过程中的行为和破坏原因。此项研究主要涉及了目前钻井工程中所关注的PDC钻齿的热稳定性测试以及先期酸洗脱钴处理后该钻齿所表现出来的性能改善,对形成有效的PDC石油钻齿的检验方法以及研发新型含金刚石复合石油钻齿意义较大。（2）为了解决PDC钻齿对克取不同质地的地层的适应性问题,还进行了烧结式孕镶金刚石钻齿的制备工艺和性能测试研究。研究过程包括,对大颗粒单晶金刚石的性能测试和优化选取；孕镶钻齿胎体合金的配方选择和成型性实验；孕镶钻齿整体制造工艺的研究等。在对已烧结成的孕镶金刚石钻齿进行了初步性能测试后,已基本获得烧结式金刚石复合钻齿的制备方法。论文所得到的主要研究结论如下：（1）通过XRD物相测试说明,采用文中快洗+慢洗的酸洗脱钴的方法,能有效的去除PDC复合片中粘结剂钴相,经过酸洗工艺后,XRD图谱中没有发现Co相,XRF图谱中表明PDC复合片表面脱钴率达到90%以上,脱钻深度达到400μm。（2）对于PDC复合片,金属粘结剂钴的存在与否对其耐磨性和残余压力的影响很大,脱钴后的PDC其耐磨性在同等条件下得到了极大的提高,对于残余应力,虽然拉曼特征峰一致,但含金属钻的拉曼光谱宽化、增强和上移,其聚晶金刚石的性能已出现变化,不及脱钴PDC复合片拉曼光谱的干净和峰强。加热后的残余压力是0.3337GPa,大于常温下的0.2967GPa。（3）经过对单晶进行热稳定性测试和单粒抗压测试,对比了原始YK-9单晶金刚石和采用CVLT化学气液相处理技术处理的YK-9金属化金刚石的性能,优选了金属化的金刚石作为制备烧结式孕镶金刚石钻齿的材料。（4）文中选取胎体合金WC-25Co粉体,并采用球磨工艺预合金化。球磨混料后粒度的分布区间在1-5μm,有助于烧结致密化。选择丁腈橡（?）丙酮的造粒剂,对比一次成型和二次的烧结样品,选择采用最高温度1470℃一次热压烧结而成,烧结成型效果好。（5）从金刚石孕镶齿的宏观形貌观察,金刚石与胎体合金的包镶结合能力强,金刚石晶粒完整,没有出现金刚石石墨化现象。从金刚石孕镶齿的微观形貌观察,胎体合金晶粒细小,单晶金刚石与胎体合金发生明显的浸润,两者冶金结合紧密。孕镶齿的最大载荷数值差异不大,都在110KN,其压溃强度均高于在钻进过程中的最高钻压。经过耐磨实验说明金刚石孕镶齿比较耐磨,孕镶齿的磨耗比在106左右,金刚石出刃度较好,没有出现脱落和宏观破碎,并且在连续对磨实验中,金刚石也并未因高速摩擦导致因热膨胀系数不同,金刚石的脱落,说明金刚石和胎体合金的包覆性较好,两者能很好的浸润。
天津砂轮厂[7]（1978）在《含硼黑金刚石聚晶的研制及其性能的测试》文中提出一九七六年七月,吉林大学、郑州磨料所与天津砂轮厂实行厂、所、校三结合,组成了黑金刚石聚晶科研协作组,于一九七六年十二月上旬在天津砂轮厂金刚石车间研制成功了具有特殊优异性能的大颗粒黑金刚石聚晶。这种聚晶具有较高的磨耗比,一般平均磨耗比可稳定在4万（1:40000）左右,其热稳定性也较高,在没有保护气氛的情况下,能在950℃—1050℃保持稳定,不降低质量,比普通黄金刚石合成的聚晶的热稳定性温度约高200℃,黑金刚石聚晶的这种优异性能,为制造红硬性高均金刚石制品,创造了有利条件,从而扩大了金刚石的使用范围,同时还从理论上预言、实践上证实,它还有化学惰性好的特性,可以用来加工铁族材料。这是一种有重要用途的新材料,且生产成本不高,可以大量投产,本文将报道这种聚晶的研制工艺和性能测试结果。
李和胜[8]（2009）在《Fe-Ni-C-B系高温高压合成含硼金刚石单晶的工艺与机理研究》文中研究表明研究发现,向金刚石中掺杂某些元素可以使金刚石获得特殊优异的性能。硼由于具有与碳接近的原子半径,易于进入金刚石晶格,含硼金刚石一直是掺杂金刚石研究的热点。已有的研究发现,含硼金刚石是一种P型半导体材料,甚至还具有超导特性;另外,含硼金刚石还具有明显优于常规金刚石的热稳定性和化学惰性。以含硼金刚石为代表的特种金刚石制备与应用将是二十一世纪人造金刚石行业发展的主要方向之一。含硼金刚石的制备对于丰富人造金刚石的品种,提高其品质,拓展其应用乃至从总体上提升我国人造金刚石行业的技术水平都有十分重要的意义。但是,目前已有的研究大多着眼于含硼金刚石薄膜,对单晶材料少有研究;而且,目前现有的合成含硼金刚石单晶的方法一般条件较为苛刻,生产成本较高,难以在工业化生产条件下获得高品位的含硼金刚石单晶。因此,如何采用较为低廉的原料和较为简便的方法合成优质的含硼金刚石单晶,并进一步对其半导体特性进行研究,便成为含硼金刚石单晶研究深化的紧迫任务。本文在粉末冶金铁基触媒相关研究的基础上,向触媒原材料中添加合理的硼源材料,制备含硼粉末冶金铁基触媒。使用制备出的触媒匹配人造金刚石专用石墨组成Fe-Ni-C-B反应体系,在高温高压下合成含硼金刚石单晶。通过对含硼触媒的成分、高温高压合成工艺和提纯工艺的优化设计,系统研究了Fe-Ni-C-B系高温高压合成含硼金刚石单晶的工艺。通过金刚石晶体结构和性能的系统表征,研究了硼对金刚石晶体结构和性能的影响。通过对高温高压下含硼金刚石单晶在Fe-Ni-C-B系中的碳源供给、形成机制以及生长机制的讨论,系统研究了含硼金刚石单晶的高温高压合成机理。本文以含硼金刚石单晶合成工艺为主线,从触媒制备、合成工艺、结构与性能表征和合成机理等几个主要方面,系统开展了含硼金刚石单晶的实验分析和理论研究工作。本文从铁基触媒原材料优选及制备工艺优化入手,为粉末冶金方法制备含硼触媒奠定了工艺基础。通过对触媒原材料质量（主要是氧含量）的严格控制,优化金属粉末配比和添加石墨粉,改进了铁基触媒的成分构成;提出了粉末轧制-烧结-冲制新的制备工艺,提高了触媒的质量和贵重金属镍的利用率。从硼源材料优选,硼源合理添加量的选择以及触媒成分多元合金化三个方面对含硼粉末冶金铁基触媒的成分进行了优化设计。首先优选出六方氮化硼作为硼源材料,并对其适宜的添加量进行了探讨。试验证明,硼源添加量应为a-2a,过量添加会影响金刚石的品位。进而以铜为例,证明在触媒成分中添加有益元素的多元合金化可以明显提高金刚石的品位。从优选石墨、改进合成压块组装结构和设计新的合成工艺三个方面对高温高压合成金刚石工艺进行了优化设计。优选出G4D石墨作为合成含硼金刚石单晶的碳源材料;借鉴粉末工艺对合成压块的组装结构进行了改进,提高了腔体内压力、温度的稳定性;以保证金刚石的优晶生长为目的设计了压力功率动态匹配合成工艺,并通过设备改造和压力标定及温度测量完成了这一新工艺设计;同时,确定出含硼金刚石单晶在Fe-Ni-C-B系中的优晶生长区:P=5.5-5.7GPa,T=1400-1500℃。利用铁基触媒及其包覆膜具有铁磁性和脆性大的特点,设计了一套单纯依靠机械方法提纯金刚石的新工艺。经试验验证,新工艺既可以有效提纯金刚石,且无污染,方法简单,机械化程度高,具有重要的推广应用价值。应用现代分析测试技术对含硼金刚石单晶的晶体结构和主要性能进行了系统表征。试验结果表明,合成的金刚石单晶受硼的影响,表面比较粗糙,{111}面较发达。Raman特征峰的偏移提供了硼进入金刚石晶格的间接证据;而红外吸收光谱则直接探测到了含硼金刚石晶体内部的B-C键。采用第一原理的模拟计算表明,硼在金刚石晶格中易于以置换原子的形式存在。由于硼原子对晶体表面碳原子的取代,有效地阻止或延缓了金刚石的氧化,使得含硼金刚石单晶具有明显优于常规金刚石的热稳定性:表面起始氧化温度提高了约170℃,氧化过程的表观活化能约为常规金刚石的3.5倍。试验结果和理论分析进一步证明,金属碳化物才是金刚石生长的直接碳源,且触媒熔体中金属碳化物的充分形成直接影响金刚石的碳源供给,并进而影响金刚石的合成效果。依据金属包覆膜物相结构系统表征的结果,借鉴Fe-Ni-C系中金刚石的合成机理,讨论了含硼金刚石在Fe-Ni-C-B系中的形成机制。试验发现,硼是以金属-碳-硼化合物的形式溶入金属包覆膜内,经金属中间相的催化反应而析出活性硼原子（团）,再向金刚石扩散,其扩散的路径、形式与碳相同。含硼金刚石单晶的形成依赖于金属-碳-硼化合物在包覆膜内层的分解。本文还依据对金刚石单晶/金属包覆膜界面微观结构表征的结果,借鉴经典的晶体生长理论,讨论了含硼金刚石单晶在Fe-Ni-C-B系中的生长机制。研究结果表明,含硼金刚石单晶在Fe-Ni-C-B系中是以层状方式长大的。这种层状生长的台阶来源前期以二维晶核为主,后期则以位错为主。自金属包覆膜中脱溶析出的层片状碳-硼原子团扩散到达金刚石单晶表面,在生长台阶前端被吸附,长成含硼金刚石单晶的一部分。随着台阶的不断扩展,新的台阶在刚长成的晶面上继续形成,含硼金刚石单晶则以层状堆叠的方式逐步生长。
刘一波,孙延龙,徐燕军,尹翔,柳成渊,郑勇翔[9]（2012）在《含硼聚晶金刚石复合片（B-PDC）的研究》文中研究指明利用国产六面顶压机,在高温高压的条件下,采用黏结剂Co熔渗催化方法合成含硼聚晶金刚石复合片。对加入不同体积分数的含硼金刚石合成的样品进行性能测试,最后对样品的性能测试结果进行讨论分析,并对聚晶金刚石层微观结构做了扫描电镜观察和XRD物相分析。结果表明:样品的抗冲击韧性和耐热性比普通金刚石复合片有显着提高,当添加含硼金刚石微粉体积分数为2a%～3a%时综合性能最好。
严仙荣[10]（2018）在《爆轰烧结氧化物粘结型聚晶金刚石微粉研究》文中提出上世纪六十年代,众多金刚石颗粒构成的聚合体,即人工合成聚晶金刚石（Polycryatalline Diamond,简称PCD）在抛光、磨料等方面应用逐渐取代天然单晶金刚石成为主要消耗品。纳米聚晶金刚石在光学器件、半导体等超精细加工产业的应用前景,有着数以百亿美元计的巨大经济效益和几亿克拉计的金刚石需求量。理想的纯聚晶金刚石不但具有单晶金刚石优异的物理性能,还具有单晶金刚石所不具备的各向同性的优点,因此,许多科学家们关注PCD的制备方法及其合成机理。爆炸方法因其速度快、产率高、能耗低及操作工艺简单等优势在金刚石合成领域独树一帜。本文研究了一种以爆轰纳米金刚石（DND）为原料,以氧化物为粘结相的爆轰烧结50～200nm纳米聚晶金刚石颗粒的新方法。此法必须考虑两个方面:金刚石受高温高压时的氧化和石墨化问题。结合炸药爆轰特点以及纳米金刚石本身的性能,本文提出两个有效途径降低金刚石的氧化烧蚀和逆石墨化:（1）选择合适的爆轰参数,使爆轰在碳相图的金刚石稳定区或接近稳定区发生,从本质上降低金刚石逆石墨化的驱动力和降低卸载高温的作用时间,防止纳米金刚石在稳定区的逆石墨化;（2）纳米金刚石颗粒进行预处理,表面包覆氧化物保护层,隔离爆轰反应的氧化环境。具体内容如下:首先,为提高爆轰合成纳米金刚石的抗氧化性能,熔盐法表面改性纳米金刚石粉末。采用氧化硼、硅酸钠、氯化铬高温熔盐在纳米金刚石颗粒进行表面改性实验,并通过热重分析仪（TGA）、X射线衍射仪（XRD）、傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）和透射电子显微镜（TEM）表征改性的纳米金刚石粉末。结果表明,（1）经过表面改性的纳米金刚石粉末的起始氧化温度明显提高了,氧化速度降低了以及高温退火后剩余的金刚石粉末大大增加了;（2）改性的纳米金刚石颗粒表面接枝C-B-O、C-Si-O、C-Cr-O官能团,这些官能团在纳米金刚石颗粒表面形成紧密包裹的阻隔作用,有助于提高金刚石抗氧化能力;（3）另外,这类官能团亲水性佳,能够降低金刚石的润湿角,所以这种改性方法也为解决纳米金刚石的水分散性提供了新途径。然后,进一步开展了爆轰烧结实验研究。将表面改性纳米金刚石与含铝、硅、铬离子炸药混合,进行纳米聚晶金刚石的爆轰烧结实验和表征分析。采用XRD、TEM、扫描电子显微镜（SEM）及能谱（EDS）等现代检测手段表征与分析了爆轰烧结的纳米聚晶材料的物相、形貌结构、元素成分,得到下列结果:（1）炸药爆炸产生的高温高压冲击波迫使氧化物粘结相（氧化铝、氧化硅、氧化铬）紧密包裹粒径4～lOnm的纳米金刚石,聚合成粒径50～200nm聚晶粒子;（2）通过讨论爆轰产物的XRD图谱得知,生成物内氧化铝包含多种晶型并含有少量的氧化铝水合物;（3）氧化硼、氧化硅、氧化铬与金刚石的润湿性能比较好,在金刚石与氧化铝之间有助于改善二者之间的润湿性,加强金刚石与氧化铝二者的界面结合;（4）改性的纳米金刚石能够承受高温高压的作用不发生氧化和石墨化,并且聚晶金刚石微粒没有发现明显的石墨晶格。最后,进行了爆轰烧结机理的研究。通过爆轰理论计算产物压力、温度时程关系,进而建立金刚石逆石墨化率的理论模型,探讨爆轰烧结纳米聚晶金刚石的逆石墨化问题。首先,通过炸药爆轰产物的BKW和JWL状态方程,计算合成聚晶金刚石的爆轰参数,并采用Autodyn软件详细描述专用炸药的动态飞散问题,计算获得了爆轰产物化学组分-压力-温度-时间的变化关系。紧接着,建立金刚石的逆石墨化率理论模型,讨论了爆轰烧结纳米聚晶金刚石的逆石墨化概率问题。获得以下结论:（1）通过在碳相图中分析炸药的爆轰参数状态可知,改性纳米金刚石颗粒表面的氧化物保护层能够保护其在快速的爆炸反应中不被氧化;同时也发现,在金刚石非稳定区的爆轰烧结聚晶金刚石与没有明显的逆石墨化。（2）通过Autodyn软件数值计算的结果得知,爆轰烧结聚晶金刚石是一个温度达到2500～3500K,压力10～30GPa,持续时间十几至几十微秒的高温、高压、极短的过程。（3）通过原子运动概率建立逆石墨化模型并进行计算得知,金刚石尺度、温度、压力、降温速率、持续时间等因素均会影响金刚石的石墨化率。（4）分析爆轰烧结聚晶金刚石过程的逆石墨化计算可知,其逆石墨化率仅为百万分之十左右,从而在理论上说明在聚晶金刚石的爆轰烧结时逆石墨化问题几乎可以忽略,这与HRTEM实验分析结果一致。
二、含硼黑金刚石聚晶的研制及其性能的测试（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、含硼黑金刚石聚晶的研制及其性能的测试（论文提纲范文）
（3）含硼聚晶金刚石复合片（PDC）合成与机理的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 引言 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 金刚石结构、性能及应用 |
| 1.2.1 金刚石的晶体结构 |
| 1.2.2 金刚石的分类 |
| 1.2.3 金刚石的性能与应用 |
| 1.3 含硼金刚石 |
| 1.3.1 含硼金刚石晶体结构 |
| 1.3.2 含硼金刚石的性能 |
| 1.3.3 含硼金刚石主要用途 |
| 1.4 聚晶金刚石复合片的发展概况 |
| 1.4.1 聚晶金刚石复合片研究现状 |
| 1.4.2 聚晶金刚石复合片合成方法及分类 |
| 1.4.3 聚晶金刚石复合片的性能及其研究 |
| 1.4.4 聚晶金刚石复合片的应用及发展趋势 |
| 1.5 研究内容与创新点 |
| 第2章 高温高压系统与组装结构 |
| 2.1 高温高压设备简介 |
| 2.2 温度和压力的标定 |
| 2.2.1 温度的标定 |
| 2.2.2 压力的标定 |
| 2.3 腔体传压介质材料的选择 |
| 2.4 合成实验的组装结构方式 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 高温高压含硼聚晶金刚石复合片的合成 |
| 3.1 实验设备与实验内容 |
| 3.1.1 实验设备与试剂 |
| 3.1.2 实验内容 |
| 3.2 实验原材料及预处理 |
| 3.2.1 金刚石微粉 |
| 3.2.2 WC-Co硬质合金基体 |
| 3.2.3 金属屏蔽材料的选择 |
| 3.2.4 合成用辅料简介 |
| 3.3 含硼PDC合成单元与合成块的组装方式 |
| 3.3.1 含硼PDC合成单元的组装方式 |
| 3.3.2 合成块整体组装方式 |
| 3.4 合成实验 |
| 3.4.1 合成工艺参数的确定 |
| 3.4.2 合成工艺曲线设计 |
| 3.5 合成后试样处理 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 聚晶金刚石复合片的性能评价 |
| 4.1 PDC性能的测试手段 |
| 4.1.1 耐磨性能检测 |
| 4.1.2 抗冲击性能检测 |
| 4.1.3 耐热性能检测 |
| 4.1.4 显微硬度测试 |
| 4.1.5 抗弯强度测试 |
| 4.1.6 超声波无损检测 |
| 4.1.7 微观组织结构检测 |
| 4.2 样品性能的测试 |
| 4.2.1 耐磨性能测试 |
| 4.2.2 抗冲击韧性测试 |
| 4.2.3 耐热性能测试 |
| 4.2.4 物相与微观形貌检测 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 含硼PDC相关合成机理的研究 |
| 5.1 含硼PDC复合机理的研究分析 |
| 5.1.1 实验设计 |
| 5.1.2 实验结果与分析 |
| 5.1.3 小结 |
| 5.2 微粉初始粒度对PDC性能与微观结构的影响 |
| 5.2.1 实验设计 |
| 5.2.2 实验结果与分析 |
| 5.2.3 小结 |
| 5.3 HPHT合成工艺曲线对PDC的影响 |
| 5.3.1 合成温度对PDC微观结构的影响 |
| 5.3.2 合成压力对PDC性能与微观结构的影响 |
| 5.3.3 合成时间对PDC性能与微观结构的影响 |
| 5.3.4 小结 |
| 5.4 含硼金刚石微粉加入量对PDC性能的影响 |
| 5.4.1 实验设计 |
| 5.4.2 实验结果与分析 |
| 5.4.3 微观组织结构的分析 |
| 5.4.4 小结 |
| 第6章 全文结论 |
| 参考文献 |
| 在学期间发表论文与参加科研情况 |
| 致谢 |
（6）含金刚石复合石油钻齿的性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的目的意义 |
| 1.2 金刚石钻齿国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究主要内容 |
| 1.3.2 研究技术路线 |
| 第2章 PDC复合片的稳定性能模拟测试 |
| 2.1 PDC复合片的模拟评价概要 |
| 2.1.1 PDC复合片测试试样的准备 |
| 2.1.2 PDC复合片XRD物相分析 |
| 2.1.3 PDC复合片残余应力性能评价 |
| 2.1.4 PDC复合片耐磨性能评价 |
| 2.1.5 PDC复合片热稳定性评价 |
| 2.1.5.1 拉曼光谱残余压力测试 |
| 2.1.5.2 耐磨性能测试 |
| 2.2 小结 |
| 第3章 金刚石孕镶齿的制备 |
| 3.1 制备孕镶齿材料的优选 |
| 3.1.1 单晶金刚石的选取 |
| 3.1.1.1 单晶金刚石热稳定性性能评价 |
| 3.1.1.2 单晶金刚石单粒抗压性能评价 |
| 3.1.2 胎体合金基础粉体的选择 |
| 3.2 球磨混料 |
| 3.3 造粒剂的优选和插筛造粒 |
| 3.3.1 聚乙烯醇+二甲苯作造粒剂插筛造粒 |
| 3.3.2 液体石蜡+丙酮作造粒剂插筛造粒 |
| 3.3.3 丁腈橡胶+丙酮作造粒剂插筛造粒 |
| 3.3.4 不同金刚石含量的插筛造粒 |
| 3.4 孕镶齿的成型 |
| 3.4.1 一次成型 |
| 3.4.2 二次成型 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 金刚石孕镶齿的测试 |
| 4.1 烧结密度测试 |
| 4.2 孕镶齿的形貌观察 |
| 4.2.1 孕镶齿的宏观形貌观察 |
| 4.2.2 孕镶齿的微观形貌观察 |
| 4.3 孕镶齿的金刚石包镶力性能评价 |
| 4.4 孕镶齿的抗压强度性能评价 |
| 4.5 孕镶齿的耐磨性能评价 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（8）Fe-Ni-C-B系高温高压合成含硼金刚石单晶的工艺与机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 本文主要创新点 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 人造金刚石的发展概况 |
| 1.2.1 人造金刚石的合成方法 |
| 1.2.2 人造金刚石的合成设备 |
| 1.2.3 人造金刚石的合成机理 |
| 1.2.4 人造金刚石用触媒 |
| 1.2.5 人造金刚石的高温高压合成工艺 |
| 1.3 含硼金刚石的研究进展 |
| 1.3.1 含硼金刚石的结构 |
| 1.3.2 含硼金刚石的合成 |
| 1.3.3 含硼金刚石的性能 |
| 1.4 选题的意义和主要研究内容 |
| 1.4.1 选题的目的和意义 |
| 1.4.2 论文的主要研究内容 |
| 第2章 试验材料和方法 |
| 2.1 触媒的原材料及其质量控制 |
| 2.1.1 触媒的主要原材料 |
| 2.1.2 触媒原材料的质量控制 |
| 2.2 金刚石合成所需辅助材料及设备 |
| 2.2.1 金刚石合成的辅助材料 |
| 2.2.2 金刚石合成设备 |
| 2.3 表征金刚石结构与性能的方法 |
| 2.3.1 金刚石的常规检测 |
| 2.3.2 金刚石的机械性能 |
| 2.3.3 金刚石的形貌观察与品质分析 |
| 2.3.4 金刚石的热稳定性 |
| 2.3.5 金刚石的晶体结构 |
| 2.3.6 金刚石及相关物相的微观形貌与结构分析 |
| 2.3.7 金刚石及相关物相的成分分析 |
| 第3章 粉末冶金铁基触媒原材料优选与制备工艺优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 粉末冶金铁基触媒原材料的优选 |
| 3.2.1 单质铁粉 |
| 3.2.2 单质镍粉 |
| 3.2.3 石墨粉 |
| 3.3 粉末冶金铁基触媒制备工艺的优化 |
| 3.3.1 粉末退火和混合工艺 |
| 3.3.2 粉末冷成形工艺 |
| 3.3.3 片状触媒的烧结工艺 |
| 3.3.4 触媒制备工艺优化 |
| 3.4 片状粉末冶金铁基触媒的检测 |
| 3.4.1 片状铁基触媒 |
| 3.4.2 铁基触媒的金相组织 |
| 3.4.3 铁基触媒的物相 |
| 3.4.4 触媒氧含量在加工过程中的变化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 含硼粉末冶金铁基触媒的成分设计 |
| 4.1 硼源的优选 |
| 4.1.1 硼源材料的泛选 |
| 4.1.2 硼源材料的精选 |
| 4.1.3 小结 |
| 4.2 硼源合理添加量的探讨 |
| 4.2.1 金刚石的生长条件 |
| 4.2.2 金刚石的合成效果 |
| 4.2.3 小结 |
| 4.3 触媒成分的多元合金化 |
| 4.3.1 原材料的检测 |
| 4.3.2 触媒成品的检测 |
| 4.3.3 金刚石的生长条件 |
| 4.3.4 金刚石的合成效果 |
| 4.3.5 小结 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 含硼金刚石单晶的高温高压合成 |
| 5.1 合成含硼金刚石用石墨的优选 |
| 5.1.1 石墨的种类 |
| 5.1.2 石墨的性能 |
| 5.1.3 不同石墨合成金刚石的对比试验 |
| 5.1.4 小结 |
| 5.2 合成压块的组装 |
| 5.2.1 传压介质的选择 |
| 5.2.2 合成压块的组装 |
| 5.2.3 触媒与碳片厚度比的确定 |
| 5.2.4 小结 |
| 5.3 压力功率动态匹配合成工艺 |
| 5.3.1 理论依据 |
| 5.3.2 工艺设计 |
| 5.3.3 六面顶压机的改造 |
| 5.3.4 含硼金刚石相对优化生长区间的确定 |
| 5.3.5 试验验证 |
| 5.3.6 小结 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 含硼金刚石单晶的机械式提纯工艺 |
| 6.1 传统的金刚石提纯工艺 |
| 6.1.1 传统金刚石提纯工艺简介 |
| 6.1.2 除触媒 |
| 6.1.3 除石墨 |
| 6.1.4 除叶蜡石 |
| 6.1.5 小结 |
| 6.2 含硼金刚石的机械式提纯工艺 |
| 6.2.1 含硼粉末冶金铁基触媒合成压块的特点 |
| 6.2.2 提纯工艺设计 |
| 6.2.3 提纯工艺流程 |
| 6.3 试验验证 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 含硼金刚石单晶的结构与性能表征 |
| 7.1 晶体形貌 |
| 7.1.1 晶体形貌的体视观察 |
| 7.1.2 晶体形貌的显微观察 |
| 7.1.3 晶体形貌的定量分析 |
| 7.2 晶体结构 |
| 7.2.1 X射线衍射分析 |
| 7.2.2 Raman光谱分析 |
| 7.2.3 IR光谱分析 |
| 7.3 含硼金刚石晶体结构的模拟计算 |
| 7.3.1 引言 |
| 7.3.2 计算方法 |
| 7.3.3 计算结果 |
| 7.4 热稳定性 |
| 7.4.1 温度对机械性能的影响 |
| 7.4.2 综合热分析 |
| 7.5 硼含量的间接测量 |
| 7.5.1 硼含量的间接测量方法 |
| 7.5.2 硼含量的间接测量结果 |
| 7.6 本章小结 |
| 第8章 含硼金刚石单晶的高温高压合成机理 |
| 8.1 引言 |
| 8.1.1 金刚石合成机理简介 |
| 8.1.2 Fe-Ni-C系高温高压合成金刚石的机理研究 |
| 8.1.3 研究含硼金刚石合成机理的思路 |
| 8.2 含硼金刚石在Fe-Ni-C-B系中生长的碳源 |
| 8.2.1 引言 |
| 8.2.2 碳源的相图分析 |
| 8.2.3 对应不同合成效果的触媒组织与物相分析 |
| 8.2.4 小结 |
| 8.3 含硼金刚石在Fe-Ni-C-B系中的形成机制 |
| 8.3.1 含硼金属包覆膜的金相组织 |
| 8.3.2 含硼金属包覆膜的物相结构 |
| 8.3.3 含硼金属包覆膜的成分分析 |
| 8.3.4 小结 |
| 8.4 含硼金刚石在Fe-Ni-C-B系中的生长机制 |
| 8.4.1 引言 |
| 8.4.2 金刚石单晶/金属包覆膜界面的SEM观察 |
| 8.4.3 金刚石单晶/金属包覆膜界面的FESEM观察 |
| 8.4.4 金刚石单晶/金属包覆膜界面的AFM观察 |
| 8.4.5 金刚石单晶的TEM观察 |
| 8.4.6 小结 |
| 8.5 本章小结 |
| 第9章 结论与展望 |
| 9.1 结论 |
| 9.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间的科研情况 |
| 攻读博士学位期间专利申请情况 |
| 攻读博士学位期间获奖情况 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（9）含硼聚晶金刚石复合片（B-PDC）的研究（论文提纲范文）
| 1 实验过程与方法 |
| 1.1 合成设备与方法 |
| 1.2 实验方案的设计 |
| 2 实验结果与分析 |
| 2.1 性能测试结果与分析 |
| 2.1.1 B-PDC的磨耗比测试结果与分析 |
| 2.1.2 B-PDC的抗冲击韧性测试结果与分析 |
| 2.1.3 B-PDC的耐热性能测试结果与分析 |
| 2.2 微观结构的分析 |
| 2.2.1 B-PDC的扫描电镜分析 |
| 2.2.2 B-PDC的X射线衍射物相分析 |
| 3 结论 |
（10）爆轰烧结氧化物粘结型聚晶金刚石微粉研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 人工合成聚晶金刚石的简介 |
| 1.1.1 PCD的分类与合成 |
| 1.1.2 PCD的结构、特点及应用 |
| 1.2 金刚石的爆轰合成法介绍 |
| 1.3 静压聚晶金刚石烧结原理 |
| 1.3.1 一般粉体烧结过程基础知识 |
| 1.3.2 静压聚晶金刚石粘结机理 |
| 1.4 金刚石颗粒的表面改性 |
| 1.4.1 纳米金刚石表面化学改性的分类 |
| 1.4.2 金刚石磨粒表面改性影响因素 |
| 1.4.3 表面物理化学改性的元素选择原则 |
| 1.5 本文的研究思路和研究内容 |
| 2 熔盐法制备氧化物表面包覆纳米金刚石的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.1.1 爆轰纳米金刚石的特别性质 |
| 2.1.2 纳米金刚石的表面化学改性 |
| 2.1.3 金刚石的物理化学改性 |
| 2.2 纳米金刚石熔盐化学改性及表征 |
| 2.2.1 纳米金刚石熔盐法表面改性实验 |
| 2.2.2 纳米金刚石表面改性的表征方法 |
| 2.3 爆轰纳米金刚石的表征 |
| 2.3.1 物相分析 |
| 2.3.2 表面官能团分析 |
| 2.3.3 微观结构分析 |
| 2.4 氧化硼包覆纳米金刚石的表征 |
| 2.4.1 热稳定性分析 |
| 2.4.2 物相分析 |
| 2.4.3 微观结构分析 |
| 2.4.4 表面官能团分析 |
| 2.5 氧化硅包覆纳米金刚石的表征 |
| 2.5.1 热稳定性分析 |
| 2.5.2 物相分析 |
| 2.5.3 微观结构分析 |
| 2.5.4 表面官能团分析 |
| 2.6 氧化铬包覆纳米金刚石的表征 |
| 2.6.1 热稳定性分析 |
| 2.6.2 物相分析 |
| 2.6.3 微观结构分析 |
| 2.6.4 表面官能团分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 氧化物粘结型聚晶金刚石爆轰合成及其表征 |
| 3.1 爆轰实验设计思路 |
| 3.1.1 炸药爆炸参数的设计 |
| 3.1.2 PCD烧结粘结剂的选择 |
| 3.2 氧化物粘结性聚晶金刚石微粉的爆轰实验研究 |
| 3.2.1 爆轰反应容器介绍 |
| 3.2.2 爆轰法烧结PCD的炸药研制 |
| 3.2.3 爆轰法烧结PCD的实验步骤 |
| 3.2.4 爆轰产物的表征方法 |
| 3.3 爆轰烧结的DND@B_2O_3/Al_2O_3纳米粉末材料 |
| 3.3.1 物相分析 |
| 3.3.2 表面形貌分析 |
| 3.3.3 微观结构分析 |
| 3.4 爆轰烧结的DND@SiO_2/Al_2O_3纳米粉末材料 |
| 3.4.1 物相分析 |
| 3.4.2 表面形貌分析 |
| 3.4.3 微观结构分析 |
| 3.5 爆轰烧结的DND@Cr_2O_3/Al_2O_3纳米粉末材料 |
| 3.5.1 物相分析 |
| 3.5.2 表面形貌分析 |
| 3.5.3 微观结构分析 |
| 3.6 爆轰烧结的DND/SiO_2纳米粉末材料 |
| 3.6.1 物相分析 |
| 3.6.2 表面形貌分析 |
| 3.6.3 微观结构分析 |
| 3.7 爆轰烧结的DND/Cr_2O_3纳米粉末材料 |
| 3.7.1 物相分析 |
| 3.7.2 表面形貌分析 |
| 3.7.3 微观结构分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 合成聚晶金刚石的爆轰参数与机理分析 |
| 4.1 基础理论 |
| 4.1.1 爆轰理论 |
| 4.1.2 爆轰产物的物态方程 |
| 4.2 爆轰产物BKW状态方程 |
| 4.2.1 BKW状态方程参数求解 |
| 4.2.2 凝聚态炸药BKW物态方程 |
| 4.2.3 爆轰产物平衡组成的确定 |
| 4.2.4 固体产物物态方程 |
| 4.3 炸药爆轰BKW程序计算结果 |
| 4.3.1 单质猛炸药的爆轰参数计算 |
| 4.3.2 聚晶微粉爆轰参数计算结果 |
| 4.4 爆轰烧结聚晶金刚石的参数分析 |
| 4.5 爆轰产物的JWL状态方程参数确定 |
| 4.5.1 爆轰产物JWL状态方程 |
| 4.5.2 压力-温度(P-T)等熵曲线在金刚石-石墨相图分布 |
| 4.5.3 爆轰产物JWL状态方程的参数拟合及可行性分析 |
| 4.6 爆轰烧结动力模型与温度-时间关系拟合 |
| 4.7 爆轰烧结聚晶金刚石的氧化和石墨化问题 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 聚晶金刚石的逆石墨化计算 |
| 5.0 前言 |
| 5.1 金刚石逆石墨化的简介与表层原子模型 |
| 5.2 金刚石逆石墨化的微观模型 |
| 5.3 常压高温金刚石的逆石墨化率 |
| 5.3.1 常数ξ的确定 |
| 5.3.2 石墨化模型与参数的可信度分析 |
| 5.3.3 金刚石爆轰烧结升温过程的计算 |
| 5.3.4 金刚石爆轰烧结降温过程的计算 |
| 5.3.5 聚晶金刚石爆轰烧结的石墨化转变区域的计算 |
| 5.4 高压对金刚石逆石墨化的影响 |
| 5.4.1 常数ξ的确定 |
| 5.4.2 金刚石石墨相转化区域的计算 |
| 5.5 爆轰烧结实验与石墨化率计算结果与讨论 |
| 5.5.1 聚晶金刚石爆轰烧结的石墨化率计算 |
| 5.5.2 爆轰烧结实验与石墨化率计算结果与讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 附录A |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、含硼黑金刚石聚晶的研制及其性能的测试（论文参考文献）
- [1]含硼黑金刚石的结构与合成机理及其特殊性能的探讨[J]. 清泉. 人造金刚石, 1977(S2)
- [2]含硼黑金刚石的结构与合成机理及其特殊性能的探讨[J]. 芶清泉. 吉林大学学报(自然科学版), 1978(02)
- [3]含硼聚晶金刚石复合片（PDC）合成与机理的研究[D]. 孙延龙. 钢铁研究总院, 2012(03)
- [4]大颗粒硼皮金刚石聚晶的研制[J]. 崔慧聪,李廷臣,苏文辉,千正男,宋仁哲,刘伟,崔中河,崔风珠. 吉林大学自然科学学报, 1979(01)
- [5]含硼黑金刚石聚晶的研制及其性能的测试[J]. 吉林大学、郑州磨料所、天津砂轮厂黑金刚石聚晶科研协作组. 人造金刚石, 1977(S2)
- [6]含金刚石复合石油钻齿的性能研究[D]. 蓝红. 西南石油大学, 2014(03)
- [7]含硼黑金刚石聚晶的研制及其性能的测试[J]. 天津砂轮厂. 吉林大学学报(自然科学版), 1978(02)
- [8]Fe-Ni-C-B系高温高压合成含硼金刚石单晶的工艺与机理研究[D]. 李和胜. 山东大学, 2009(05)
- [9]含硼聚晶金刚石复合片（B-PDC）的研究[J]. 刘一波,孙延龙,徐燕军,尹翔,柳成渊,郑勇翔. 金刚石与磨料磨具工程, 2012(01)
- [10]爆轰烧结氧化物粘结型聚晶金刚石微粉研究[D]. 严仙荣. 大连理工大学, 2018(02)