简介:高体积分数金刚石颗粒增强Cu基复合材料由于硬度高导致其难以加工成形。采用粉末注射成形制备多孔金刚石预成形坯和Cu熔渗相结合的工艺可以实现金刚石/Cu的近净成形。本文对经过表面镀铬再镀铜的金刚石粉末注射成形涉及的关键工艺,包括粘结剂的选择、注射成形工艺过程、烧结工艺等进行研究。结果表明,采用成分为70%石蜡+25%高密度聚乙烯+5%硬脂酸的粘结剂作为金刚石粉末注射成形的载体时,喂料具备优异的综合流变性能,同时可以获得较高的固相体积分数。采用上述配方的粘结剂,最佳的注射温度为165-175℃,注射压力为80~90MPa。脱脂金刚石预制坯最佳的烧结条件为:烧结温度1050℃,保温时间25min,此时坯体的强度达到10MPa,孔隙基本全部为开孔隙。
简介:通过真空镀铬对金刚石颗粒进行表面改性,采用放电等离子烧结法(SPS)制备改性金刚石/Cu复合材料研究金刚石的体积分数、工艺参数以及金刚石颗粒表面改性对复合材料导热性能的影响。结果表明,烧结温度、混料时间以及金刚石颗粒的体积分数都会影响材料的致密度,金刚石颗粒的体积分数还会影响材料的界面热阻,而致密度和界面热阻是影响该复合材料导热性能的2个重要因素对金刚石颗粒进行真空镀铬表面改性,可改善颗粒与铜基体的润湿性,降低界面热阻。在一定的工艺条件下,镀铬金刚石体积分数为60%时,改性金刚石/Cu复合材料具有很高的致密度,其热导率达到503.9W/(m.K),与未改性的金刚石/Cu复合材料相比,热导率提高近2倍,适合做为高导热电子封装材料。
简介:在Ni-Cr-B-Si基钎料中添加WC,添加量(质量分数)不超过30%。对胎体材料的硬度、抗弯强度和耐磨性进行测定,用扫描电镜观察胎体的表面形貌,并对不同区域进行能谱分析。结果表明,随w(WC)增加,胎体材料的硬度和耐磨性先增大后减小,在w(WC)为20%时,硬度达到最大值(123.8HRB),耐磨性最好,磨损量为0.221g。抗弯强度随w(WC)增加先缓慢下降,w(WC)超过20%后急剧下降。抗弯强度在1080~1220MPa之间,完全满足钻头对胎体抗弯强度的要求(抗弯强度值/〉700MPa)。胎体中WC颗粒由原始尺寸45~50μm减小到5μm以下,含WC的胎体材料出现较多的孔洞,钎焊层致密性下降。能谱分析表明,胎体材料中w元素与C元素没有同时出现,由此推断WC发生了相的转变;黑色区域为Ni、Fe、O的富集区,生成Ni与Fe的氧化物。
简介:以Cu为基体,加入Co,Fe,Cr,Sn粉末,采用不同的工艺进行混合,经模压成形与热压,制备Sn含量(质量分数)分别为4%和6%的2种超薄cu基金刚石切锯片胎体材料,用显微硬度仪、金相显微镜(0M)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪等表征该胎体材料的显微硬度、组织和成分,研究混粉工艺对胎体组织和硬度的影响。结果表明:将采用所有原料粉末进行混合球磨的混粉工艺时,所得胎体材料含有更多的铜锡固溶体,胎体平均硬度(HV0.1)比未经球磨混粉的分别提高186.20MPa(含4%Sn)和215.30MPa(含6%Sn);与之相比,采用将Cu粉和sn粉混合球磨后再加入其他粉末的混粉工艺制备的胎体,平均硬度略有提高;球磨后sn粉附着在Cu粉上,更易形成铜锡固溶体,并且金属粉末大量变形,发生严重的加工硬化,从而影响冷压成形率;随胎体中sn含量从4%增加到6%,铜锡固溶体增加,胎体的平均硬度(HV0.1)分别从709.91、884.25和896.1lMPa提高到883.18、986.22和1098.48MPa。
简介:用滚镀的方法在金刚石表面镀Ni层和纳米Si3N4/Ni复合镀层,用扫描电子显微镜观察金刚石镀前和镀后的表面形貌,用DKY-1型单颗粒抗压强度测定仪测量金刚石单颗粒的抗压强度。用热压烧结的方法得到铁基结合剂金刚石节块,在INSTRON-5569型万能材料试验机上测量节块的抗弯强度,在NMW-1立式万能摩擦磨损试验机上测试节块的耐磨性。结果表明:在金刚石表面镀Ni层和纳米Si3N4/Ni复合镀层后,表面镀层均匀,纳米Si3N4/Ni复合镀层比纯Ni层更致密,更平滑,晶粒更细小;纳米Si3N4/Ni复合镀层金刚石单颗粒有更高的抗压强度;纳米Si3N4/Ni复合镀层金刚石铁基结合剂节块有更高的抗弯强度和更优良的耐磨性。
简介:采用真空热压烧结法,以Fe基元素混合粉末和MBD。人造金刚石为原材料,通过改变工艺参数,制备锯切花岗岩用Fe基孕镶金刚石锯片磨头。采用SEM、XRD、布氏硬度仪、万能力学试验机和MRH-3销盘式摩擦试验机研究不同烧结工艺制备的磨头结构、力学性能和摩擦磨损行为。结果表明:提高烧结温度或烧结压力可使磨头胎体合金化程度增大,金刚石和胎体由机械包镶变为冶金结合,力学性能得到提高。与680℃/15MPa/4min和760℃/23MPa/4min烧结工艺相比,760℃/15MPa/4min工艺所得磨头胎体与金刚石具有最佳的耐磨匹配性和界面结合特性,摩擦磨损性能最好。
简介:基于金刚石钻头干钻时出现较高摩擦热的现象,采用MoS2作为胎体润滑剂,用电镀法制备MoS2-Ni复合胎体材料,以减小胎体的摩擦因数、降低摩擦热;并研究电镀工艺对MoS2复合镀层的显微硬度和低温低压下复合镀层对胎体摩擦性能的影响。结果表明:随镀液中MoS2浓度增大,镀层的显微硬度和胎体的摩擦因数降低,当MoS2浓度大于0.5g/L时,镀层的显微硬度和胎体的摩擦因数变化不大;随镀液pH增大,镀层显微硬度降低,胎体的摩擦因数先减小后增大,当镀液pH增大到4.0后,镀层的显微硬度变化不大,胎体摩擦因数达最小值;随镀液电流密度增大,镀层显微硬度和胎体摩擦因数先减小后增大,当电流密度增大到2.5A/cm2时,镀层的显微硬度和胎体摩擦因数达到最小值。摩擦磨损后的胎体材料形貌分析表明,控制好电镀工艺条件,可实现低温低压下MoS2-Ni复合材料对胎体的润滑作用。
简介:以金属Zr、Cu和Al为原料,通过真空熔炼和气体雾化制备Zr-Cu-Al合金粉末,再经高能球磨得到Zr50Cu40Al10非晶合金粉末。采用氮/氧分析仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和热分析仪(DSC)对其非晶形成能力及晶化行为进行研究。结果表明,球磨120h后可获得Zr50Cu40Al10非晶合金粉末,且随球磨时间增加,粉末的颗粒尺寸逐渐减小,90h后达到亚微米级。球磨过程中由于铁的增加,使合金的结构"混乱度"增加、负混合热增大,因而热稳定性增强,其过冷区间ΔTx为62K,约为雾化法制备的非晶合金粉末的2倍。此外,采用非等温晶化方法,用KISSINGER方程计算出机械合金化Zr50Cu40Al10非晶合金的玻璃转变和初始晶化的表观激活能分别为152.6kJ/mol和172.4kJ/mol,远小于相应的气体雾化法制备的Zr50Cu40Al10非晶合金粉末表观激活能,其原因是粉末中氧含量和体系自由能较高。
简介:以六水合硝酸钴(Co(NO3)2·6H2O)和硫脲为原料,采用混合溶剂热法制备硫化钴(COS)纳米晶。利用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对硫化钴纳米晶的组成、粒径及表面形貌进行表征。结果表明,在180℃恒温条件下所得粉末样品为六方相CoS纳米粉末,粉末粒径在40nln左右。粉末的产率随温度升高而增大,当反应温度上升到180℃时产率接近60‰温度进一步升高到200℃时产率基本不变,但晶粒异常长大。加入分散剂PEG能有效控制粉末颗粒的尺寸并抑制粉末的团聚;此外,减少有机溶剂EG的含量可获得更高结晶度的CoS纳米晶,但由于反应速率过快,不利于控制粉末的粒径。