一、浅议企业人造金刚石冲击韧性标准与检测技术（论文文献综述）
杨雪峰[1]（2020）在《石墨烯纳米片改性PDC复合材料及性能研究》文中进行了进一步梳理Polycrystalline diamond compact（简称PDC）复合材料工具的高硬度和高耐磨性是公认的提高石油天然气钻井经济性和机械切削加工质量的关键因素,但是由于其具有较低的断裂韧性,这些工具仍然对断裂表现出很高的敏感性,在使用过程中容易发生断裂而失效。另外由于粘结金属相钴的存在,降低了PDC复合材料的耐热温度。特别是近年来钻探地质条件日益苛刻和以高硅铝合金为代表的难加工材料大量涌现,上述问题表现的更为突出,对PDC复合材料工具提出了新的挑战,因此,研制具有高强度、高耐磨性、高冲击韧性、高热稳定性等具有优良综合性能的PDC复合材料,并对其性能提升方法和机理进行理论研究,对解决传统PDC复合材料断裂韧性和热稳定性较低,延长工具的使用寿命、提高效率和精度、扩大PDC复合材料工具的应用范围,具有极其重要的意义。本文针对当前PDC复合材料存在的断裂韧性和耐热温度较低的问题,选题为“石墨烯纳米片改性PDC复合材料及性能研究”,阐述了实验方案和性能测试方法,对石墨烯纳米片改性PDC复合材料的高压烧结工艺、石墨烯纳米片及添加量对微观结构和物理力学性能的影响进行了系统深入的研究。另外,为了解决大直径PDC刀具复合材料均匀优质烧结、成品率较低和批次之间质量稳定性问题,在组装结构优化设计和烧结工艺精准控制的基础上,对Φ62mm PDC刀具复合材料进行研制。主要研究内容和结论如下:1、石墨烯纳米片改性PDC复合材料的高压烧结工艺研究石墨烯纳米片具有独特的结构和性能,被认为是有效的复合材料改性剂,但其对PDC复合材料改性尚无成功经验可以借鉴,需要对石墨烯纳米片添加后PDC复合材料的制备工艺进行研究。在原料粉体中添加0.1wt%的石墨烯纳米片,采用正交实验方法考察烧结压力、烧结温度、烧结时间对石墨烯纳米片改性的PDC复合材料结构和性能的影响。实验结果表明:添加0.1wt%石墨烯纳米片之后可以实现PDC复合材料的正常烧结,在烧结压力为6.0GPa,烧结温度为1500℃,烧结时间为720s的工艺条件下制备的PDC复合材料,获得了最佳综合性能。验证实验检测结果表明:在该烧结工艺条件下,获得的样品烧结均匀致密,无裂纹,金刚石晶粒紧密排列,使大多数相邻的金刚石颗粒烧结在一起而连成一片,形成了金刚石颗粒之间的直接结合;样品平均显微硬度为7211kgf/mm2,耐磨性平均值为21.97×104,耐热温度平均值为725℃,抗冲击功为1740J,获得了优良的综合性能。2、石墨烯纳米片含量对PDC复合材料性能的影响石墨烯纳米片作为添加剂制备PDC复合材料可以提高冲击韧性,改善综合性能,但其添加量应满足以下基本原则:足以使石墨烯纳米片在所有金刚石晶粒的表面上均匀分布,但不要超过填充金刚石颗粒之间孔隙所需要的量,否则过量添加可能会导致PDC复合过程中晶界强度降低。因此,在优化的烧结工艺基础上研究石墨烯纳米片添加量对PDC复合材料性能的影响。实验结果表明:添加0.2wt%石墨烯纳米片制备PDC复合材料获得了最佳的综合性能,在该条件下获得的PDC复合材料相比于未添加石墨烯纳米片的PDC复合材料的冲击韧性提高了29.78%,耐热温度提高了34.5℃,并且样品的硬度和耐磨性基本上与未添加石墨烯纳米片的PDC复合材料样品持平,未出现明显的降低。3、石墨烯纳米片对PDC复合材料改性机制探讨在PDC复合材料制备过程中加入适量石墨烯纳米片可以显着提高抗冲击性能,改善耐热温度,获得综合性能优良的PDC复合材料。主要得益于:（1）在PDC复合材料高压烧结过程的冷压阶段,由于石墨烯纳米片均匀分散在金刚石颗粒孔隙之间,当混合粉末受压时发生相互滑动,石墨烯纳米片凭借其自身的超高的摩擦学特性,可以有效减少金刚石颗粒之间的摩擦和咬合,促进相邻金刚石颗粒之间相互滑动,颗粒重排,填充孔隙,以获得更加致密和均匀的PDC复合材料。（2）在原料中添加的石墨烯纳米片,品质较差或有缺陷的部分为PDC复合材料的液相烧结提供碳源,促进形成金刚石颗粒之间牢固的碳碳键合;另一部分品质较好的石墨烯纳米片在高压高温烧结之后依然存在,和粘结金属一起填充在金刚石晶粒之间的三角晶界空隙处。分布在三角晶界处的石墨烯纳米片,一方面改善了PDC复合材料的微观结构,使其更加均匀致密;另一方面,在三角晶界处的石墨烯纳米片穿插在粘结剂钴中间形成“钴-石墨烯纳米片”独特的结构,起到骨架作用,可有效阻止断裂裂纹扩展;并且它还可以连接相邻的晶粒并将他们牢固地固定在一起,这种复杂的结构提供了更强的界面抗内聚力,可以抵抗石墨烯纳米片从基质中被拉出;另外,石墨烯的粘滑作用也有效的抑制了裂纹的扩展。因此,即使石墨烯纳米片含量非常低,也可以显着提高PDC复合材料的断裂韧性。（3）石墨烯是导热系数最高的碳材料,具有非常好的热传导性能,可以使PDC复合材料工具在使用过程中产生的热量迅速导出,降低PDC复合材料工具表面的温度,减少聚晶金刚石的高温石墨化和氧化效应,提高耐热性能,改善PDC复合材料工具的非正常失效,获得较好的经济效益。4、石墨烯纳米片改性PDC复合材料烧结机理研究PDC复合材料的烧结过程是一个复杂的多相的物理化学变化过程,研究PDC复合材料的烧结过程和粘结机制的基本规律,对控制和改进PDC复合材料性能具有十分重要的意义,是烧结结构均匀、性能优良PDC复合材料的基本前提和技术保障。本文分析了在石墨烯纳米片参与下的PDC复合材料高温高压液相烧结过程、烧结驱动力和烧结机制,讨论了石墨烯纳米片在烧结过程中所起的作用。5、石墨烯纳米片改性硅中介结合PCD材料制备添加0.1wt%的石墨烯纳米片,高温高压下制备出了不含游离硅的聚晶金刚石,耐磨性提高了16.29%,抗压强度提高了12.58%。6、Φ62mm PDC刀具复合材料高压制备与表征通过对高温高压烧结压坯腔体结构优化设计和精准的烧结工艺控制,利用6×55000k N国产铰链式多压源六面顶超高压设备,在压力5.8±0.1GPa,温度在1500℃,烧结时间为20分钟的工艺条件下,添加0.2wt%石墨烯,成功烧结出Φ62mm PDC复合刀具材料。样品烧结致密,无裂纹,相邻的金刚石颗粒烧结在一起而连成一片,形成了金刚石颗粒之间的直接结合。物理力学性能测试表明:维氏硬度达到了86.25GPa,抗弯强度1398.6MPa,界面剪切强度2690.4MPa,抗冲击功1770J,平均耐磨性为29.8×104,初始氧化温度为742.8℃。对显微硬度和耐磨性径向测试从边缘到中心点降幅分别为9.4%和8.09%,说明本文所研制的Φ62mm PDC复合材料不仅具有较高的物理力学性能,而且整体性能基本均匀一致,实现均匀优质烧结。
刘凡[2]（2019）在《点胶有序排布镀钨金刚石钎焊绳锯制备及性能研究》文中研究说明钢筋混凝土目前已广泛应用于建筑、路桥、隧道、海港等工程领域,并且随着城市化建设不断发展,钢筋混凝土结构拆除与修复工程的需求量将长期维持在一个较高水平。而金刚石绳锯非常适合用于切削大截面与水下混凝土构件,但是现有的热压或电镀绳锯在加工钢筋混凝土时暴露出Fe屑不易去除、工具散热性能差、串珠磨损严重等缺陷。为解决上述问题,本文利用优化后的点胶有序排布工艺与钎焊工艺将镀钨金刚石焊接在串珠表面,制备的新型钎焊绳锯具备高把持力、高出刃、容屑空间均匀分布等优势,故有可能成为一种高效加工钢筋混凝土的实用工具。本文完成的研究工作主要包括:（1）对四种锯切级人造金刚石分别进行高温热处理和室内摩擦磨损试验,根据磨损形貌特征对比了不同金刚石的耐磨性差异。在磨料腐蚀形貌观察和力学性能测试的基础上,还增加了拉曼光谱分析,对比了镀钨金刚石、镀钛金刚石钎焊后的石墨化程度。结果显示钎焊镀钨金刚石相比钎焊镀钛金刚石的腐蚀程度较轻,石墨化程度降低了约50%,冲击韧性值提高了12%;通过EDX能谱面扫描证明了W镀层经Ni-Cr钎焊后仍然存在,其稳定性相比Ti镀层有明显优势。（2）基于“化曲为直”思想,根据磨粒参数特性在CAD中设计了串珠表面不同金刚石浓度及间距的排布图案（均布式、斜排式、交错式）。详细展示了串珠的点胶有序排布工艺及点胶串珠钎焊工艺,解释了钎焊烧结温度对金刚石排布位置造成扰动的微观机理。基于单颗钎焊金刚石圆台模型,对磨料出刃高度比例为50%情况下的钎料用量理论值进行了计算,并设计实验验证。结果显示:钎焊料与未镀覆金刚石用量比为3:1,或者钎焊料与镀钨金刚石用量比为2:1时可以得到比较理想的钎焊金刚石出刃形貌,金刚石在焊层中的包镶比例大致为3752%。（3）制备了均布式、斜排式、交错式有序排布镀钨金刚石钎焊绳锯,对C35强度混凝土（嵌有20#低碳钢）进行了切削试验。与无序排布金刚石钎焊绳锯相比,斜排式和交错式绳锯的切削效率和寿命表现出明显优势;斜排式绳锯的切削效率最高可达0.100.12 m2/min,混凝土工件总加工面积可达5.6 m2;均布式绳锯因磨料浓度偏低导致其耐磨性较差;而镀钨金刚石绳锯表现出优异的耐磨性,工具寿命相比普通金刚石绳锯提升了20%左右。
李伟雄[3]（2018）在《树脂结合剂钎焊涂覆金刚石砂轮的制备及性能研究》文中指出树脂结合剂金刚石砂轮广泛应用于硬脆材料精密加工,为改善金刚石与树脂结合剂的结合性能,以往的研究多采用电镀、化学镀、真空蒸发镀等方法对金刚石进行表面镀覆。本文尝试了一种针对细粒度金刚石的钎焊涂覆方法,并制备了不同晶型金刚石的树脂结合剂砂轮,对比研究了各砂轮的磨削性能。首先,研究了温度、钎料增重和隔离剂对金刚石钎焊涂覆性能的影响;其次,确定砂轮的制备工艺并制备不同晶型金刚石树脂结合剂砂轮,分析了砂轮的力学性能;最后,将制备的树脂结合剂钎焊涂覆金刚石砂轮用于硬质合金的磨削,比较了砂轮的磨削力、磨削比及磨损机理,得到如下结论:MgO隔离剂的引入可以避免因钎料流动而使金刚石粘结成团现象的出现;钎焊温度在900℃-960℃范围内,随着温度的升高,钎焊涂覆层对金刚石表面润湿性提高,钎焊涂覆后的冲击韧性增大。随着钎料增重率的提高,金刚石冲击韧性下降。在单晶金刚石砂轮涂覆后,抗弯强度增大,多晶金刚石砂轮涂覆后抗弯强度略降低。其中,多晶金刚石树脂砂轮抗弯强度最高,达79.48Mpa,单晶RVD次之,RVD/MBD4+最低,抗弯强度为71.17Mpa。各砂轮硬度差异不大,同一工艺下,晶型对砂轮硬度影响不明显。对比不同砂轮磨削硬质合金的磨削力发现,单晶金刚石RVD经涂覆后,磨削力增大;多晶金刚石PDGF1经涂覆后,磨削力没明显变化。多晶金刚石砂轮磨削比最高,单晶金刚石MBD经涂覆后,磨削比提高了22%;RVD涂覆后磨削比下降了31%。经涂覆后的金刚石砂轮,磨削硬质合金后的表面粗糙度均有小幅增大。不同钎焊涂覆金刚石砂轮对硬质合金磨削过程以塑性去除为主。树脂砂轮磨粒脱落占比在35%-42%之间;其中多晶金刚石树脂砂轮存在宏观破碎、磨粒脱落和磨粒磨损三种磨损形式,单晶金刚石树脂砂轮主要以磨损和脱落形式为主。
何文嵩[4]（2017）在《新型铁镍触媒高温高压合成金刚石的工艺研究及分析》文中认为人造金刚石作为天然金刚石的替代品,是一种用途广泛的超硬材料。以铁镍金属粉末作为触媒、高纯石墨作为碳源,在高温高压下合成金刚石,是目前工业化生产金刚石的主要方法。因此,加强触媒材料的研究,优化改进铁镍触媒配方,对提升合成金刚石的品质具有重要意义。铁和镍等金属可以在一定温度压强下与一氧化碳反应生成羰基化合物,然后经过热分解处理,可以得到了纯度高、粒度细、活性大的粉末。这种经过加羰、去羰处理的粉末称作羰基粉末。本文以高温高压合成金刚石的溶剂理论为指导,以羰基铁粉、羰基镍粉为新型触媒材料,替代了传统水雾化触媒,利用六面顶压机,在高温高压下合成出优质的金刚石。主要研究内容和结果如下:对羰基铁粉和羰基镍粉制备触媒的混合工艺进行了对比试验,结果表明将二者混合均匀所需要的工艺时间是6小时。对混合均匀的铁镍触媒与石墨的混合工艺进行了对比试验,结果表明铁镍触媒和石墨混合90分钟达到最佳状态。通过调整羰基铁粉和羰基镍粉配比的实验,三种方案合成出的金刚石单产基本一致,峰值粒度都是40/45。随着羰基镍粉含量的增加,金刚石的静压强度和冲击韧性明显提高。考虑触媒的成本因素,确定了触媒中羰基铁粉与羰基镍粉最佳比例是为7:3。通过调整触媒和石墨比例的实验,三种实验方案合成的金刚石粒度都集中在40/45,生长稳定一致。随着触媒比例的增加,35/40粒度金刚石比例有所减少。当羰基触媒与石墨比例是3:7时,合成金刚石的效果最好,合成金刚石的单产、静压强度和冲击韧性均更为优异。综合实验合成结果,按照7:3的比例使用羰基铁粉和羰基镍粉制备新型羰基铁镍触媒,并进一步部将其与石墨按照3:7的比例制成芯柱,能够合成出优质的金刚石单晶颗粒。金刚石颜色透度好,晶形规则,表面缺陷和内部杂质少,单块产量可以达到223ct,静压强度达到434.14N,TI可达83.3%,TTI达到81.8%,二者差值仅为1.5%,稳定性能好。按照同样配比和工艺,用羰基铁镍粉末触媒和水雾化触媒分别进行了合成金刚石的试验,结果表明羰基铁镍粉末合成的金刚石生长均匀稳定,比使用水雾化触媒合成的金刚石的产量更高,粒度更大,静压强度和冲击韧性等性能更加优异。粒度更细,球形度更好,纯度更高的羰基铁镍粉末作为触媒可以合成出更加优异的金刚石。
何静远[5]（2017）在《磁性物含量对人造金刚石微粉性能的影响研究》文中认为金刚石的优异力学性能和国内低成本、大批量制造的实现使得人造金刚石微粉在硬脆材料的切割、研磨和抛光方面的应用越来越广泛。但是影响金刚石微粉力学性能的因素、规律和使用性能表征技术目前国内仍处在探索阶段。本论文选择磁化率作为影响金刚石微粉性能的主要因素,研究影响金刚石微粉性能的规律,通过电镀金刚石线切割玻璃实验,探索金刚石微粉使用性能的表征方法。本论文采用5种型号的人造金刚石单晶和对应的人造金刚石微粉为原料,通过JCC-B型金刚石磁化率测定仪进行磁化率检测,采用ZMC-Ⅱ型超硬磨料抗压强度测定仪、TI-03B人造金刚石冲击强度测定仪、体视显微镜、Phenom Prox扫描电子显微镜、EDS能谱分析仪和WCT-2C差热分析仪等仪器,对人造金刚石单晶的单颗粒抗压强度、TI、TTI、形貌、灰分成分等指标以及人造金刚石微粉的形貌、热性能进行分析研究;采用电镀技术将金刚石微粉制备成电镀线丝,以玻璃为对象进行切割实验,检测不同磁化率金刚石微粉的使用性能。研究结果如下。1.金刚石单晶的性能直接影响以其为原料制备的微粉性能。JR1、JR2型金刚石单晶杂质含量多、晶形不完整、磁化率高,功能T、HWD40、HWD92单晶晶形完整、杂质相对较少、磁化率低。对应的HHM-C、HHM-B微粉晶形多为片状、长条状,磁化率高;HHM-P、HWD40、HWD92微粉晶形以块状、类球形为主,磁化率低。2.磁化率对人造金刚石单晶性能有明显影响。磁化率越大金刚石单晶的单颗粒抗压强度、TI、TTI越小,呈负相关关系,其中对单颗粒抗压强度影响最为明显;磁化率大的JR1、JR2由于晶形原因,抗压强度明显低于品质好的金刚石单晶。3.不同型号人造金刚石单晶与对应的微粉灰分成分和形貌一致。磁化率越大两者的灰分质量分数越大,呈正线性相关关系。4.人造金刚石微粉的热稳定性随磁化率的增大而减少,呈负相关关系。实验中,磁化率大的1#试样热稳定性最差,在660℃开始快速失重,外推起始温度为583℃,失重率为66.21%,磁化率小的5#试样热稳定性最好,660℃缓慢失重,外推起始温度为775℃,失重率为39.33%。1#试样在高温下比5#试样被刻蚀严重。5.磁化率越大,人造金刚石微粉的使用性能越差。磁化率高的微粉,对应的线锯出现“镍瘤”现象严重,磨料分布不均匀,切割性能差。磁化率可以作为金刚石微粉使用性能指标的重要判据。
吴成芬[6]（2013）在《电镀钻头中金刚石的选用原则》文中指出金刚石是电镀钻头主要的钻进和切削元件,其性能的好坏对钻头的工作效率和使用寿命有着直接的影响。要充分了解金刚石的性能,掌握并利用各种检测手段,才能合理选择出性价比高,又能满足钻头需要的金刚石。主要对金刚石的性能和检测方法以及电镀钻头中如何选用金刚石进行了介绍。
柯明月[7]（2013）在《金刚石颗粒表面镀覆铬包覆层的研究》文中提出金刚石表面金属化是目前解决金刚石与许多材料之间结合的一般方法,它的实质是在金刚石表面直接镀覆上容易形成碳化物的金属,如Ti,Cr,Ni等,通过高温加热,使得金刚石表面形成均匀的化合键合层。通过镀覆处理后的金刚石颗粒,在制造金刚石工具的烧结过程中,金属化的金刚石表层与金属胎体结合剂实现金属间的冶金结合,从而减少磨削过程中金刚石颗粒的脱落本文将采用真空蒸发镀以及双阴极等离子溅射法镀Cr,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、单颗粒静压强度测定仪、冲击强度测定仪、万能试验机以及悬臂梁试验机等检测手段研究了镀铬后铬镀层对金刚石颗粒形貌、性能及金刚石工具的性能的影响。主要研究内容如下：（1）采用真空蒸发镀膜及双阴极等离子溅射镀膜对4560目的金刚石进行表面镀铬,对比两种工艺的优缺点。用扫描电子显微镜（SEM）观察了镀层的组织形貌,用X射线衍射仪（XRD）分析了镀层的相绝构,用能谱仪（EDS）分析了镀层及其界面的成分。结果表明：金刚石经过真空蒸发铍以及900。C高温热处理后其表面可以生成碳化铬；而经过双阴极等离子溅射的金刚石颗粒表面可以直接生成碳化铬。通过对金刚石颗粒表面成分、组织、物相的分析,探讨了双阴极等离子溅射的镀覆温度和镀覆时间对镀层的影响。（2）采用单颗粒静压强度测定仪、金刚石冲击韧性检测仪对镀铬后的金刚石进行力学性能对比检测。通过扫描电镜观测经过高温烧结的金刚石颗粒表面形貌的状态。结果表明：金刚石经过镀铬后,单颗粒静压强度、冷冲击韧性及热冲击韧性都有了很大的提高。在制备金刚石刀头过程中,镀层可以在高温下保护金刚石,使其免受结合剂中其他金属的侵蚀,同时避免其石墨化。（3）将镀覆后的金刚石与金属粉末经过高温烧结,制成圆锯片。对比锯切实验中的切割电流、切割速度等参数。检测经过切削后的刀头中的金刚石颗粒的磨粒破坏形态及出刃高度。结果表明,镀铬可以提高金刚石工具的使用性能。同时,镀铬能减少工作过程中锯片上金刚石的脱落,增加金刚石平均出刃高度。金刚石工具的锯切性能提高,寿命增加。
孙延龙[8]（2012）在《含硼聚晶金刚石复合片（PDC）合成与机理的研究》文中研究指明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。
赵文东[9]（2010）在《铁基粉末触媒合成金刚石作用机理的研究》文中提出人造金刚石作为天然金刚石的替代品,是一种用途广泛的极限性功能材料,其应用遍布工业、科技和国防等领域。因此,加强合成原材料和合成技术的研究,优化和改进现有的粉末触媒配方,开发低成本触媒,制备专门用途的人造金刚石磨料,极具战略意义。本文以铁基触媒配方研究为基础,深入研究了不同触媒成分、不同触媒与石墨配比对合成金刚石的影响规律,探讨了触媒在合成金刚石过程中的作用机理。并在此基础上设计出适合合成团粒结构金刚石（CSD）的新型低成本触媒配方,为此开展了以下研究：1)对Fe、Ni不同配比粉末触媒进行了合成金刚石实验,结果表明,随着触媒中Fe含量的增加,合成金刚石的最低条件和最佳条件均有所提高,金刚石生长V形区向右上方移动；金刚石的粒度峰值变粗,混合单产、静压强度、冲击韧性均有所降低；通过对触媒和石墨不同配比进行的金刚石合成实验表明；增加触媒用量可以提高合成金刚石单产。在综合考虑原材料成本、金刚石产量、质量等因素基础上,优化选择出Fe-30%Ni触媒、且与石墨配比为3：7的成分配比。并建立了触媒成分设计的基本原则。2)深入研究了在FeNi30中添加微量稀土元素对合成金刚石的影响,结果表明,稀土元素可有效降低触媒中结合氧含量,提高了粉末触媒的纯净度,在合成金刚石中对提高混合单产、增加粗颗粒比例、提高单粒度TI、TTI值,增加静压强度,降低磁化率值等都有不同程度的作用；通过优化实验,获得最佳稀土添加量为0.4%。3)根据触媒成分设计的基本原则,设计了不同成分的FeMn基触媒,并通过合成金刚石实验深入研究不同添加元素及含量对合成金刚石的影响规律,结果表明：单独使用FeMn触媒合成金刚石,在5.4～5.6GPa、1450～1600℃才能合成出金刚石,比FeNi触媒的合成条件高,且金刚石粒度较细,晶型较差；在FeMn触媒中加入5%的Ni或Co,合成压力、温度有所降低；添加稀土元素有助于金刚石晶形的改进；Ni含量保持15%不变,Mn含量由15%、20%、25%变化,金刚石的形核量逐渐增多,粒度变细,金刚石由灰绿色变成黑色,晶形变得不规则,Mn含量为25%时得到了团粒结构金刚石；Ni、Mn含量不变, Co含量增加,金刚石粒度变粗,晶形变好,混合单产增加,黑颜色金刚石变少,晶体透明度提高。4)针对市场对CSD金刚石不断增长的需求,利用FeMn基触媒的成本优势,开发出适合合成CSD金刚石的FeMn25Ni15触媒,并对合成工艺进行了深入研究,结果表明,采用新型FeMn触媒合成的CSD金刚石,性能指标达到使用要求,而成本显着低于目前使用的Ni70Mn30触媒。5)利用EDS能谱分析研究了金属包膜在金刚石合成过程中的作用,发现金属包膜在金刚石生长过程中起到向晶核输送碳源和向外排除杂质的作用,金属包膜破裂后,金刚石停止生长；对金属包膜的物相分析进一步表明室温下金属包膜的物相主要为Fe3C、（Fe,Ni）23C6以及γ-（Fe, Ni）,石墨占的比例很少。因此,可以认为金刚石形核长大过程中存在着触媒粒子的熔聚现象。6)初步探讨了金刚石单晶生长所需碳的来源问题,利用现有热力学数据分析表明,金属包膜中金属碳化物（Fe3C）的分解降低了石墨转变为金刚石所要越过的势垒,因而更有利于形成金刚石；但是从Fe-C相图Fe3C的形成条件及Fe3C中碳转化成金刚石的数量等因素分析表明,在高温高压下Fe3C存在的可能性很小,用其作为金刚石合成的碳源在理论和实际应用中都缺乏依据。由于现有实验条件所限,金刚石转化碳源问题还需要进一步研究。
徐国平[10]（2010）在《钻探用聚晶金刚石复合体高压合成、性能表征与优化研究》文中进行了进一步梳理本文以提高钻探用聚晶金刚石复合体（PDC）的性能为目的,从PDC合成块尺寸的计算、合成块组装方式的改进出发,采用SEM、EDX、XRD、Raman光谱、DTA-TG和有限元分析等研究方法,对PDC的高压烧结过程、残余应力检测、性能表征与优化等方面进行了研究。基于有限元方法,探讨了合成块反应腔温度场的分布及其影响因素；在分析不同烧结时间PDC金刚石层表面XRD图谱的基础上,证实了PDC的烧结经历了金刚石的石墨化,发现了烧结过程中WC衍射峰强度的变化规律；分别采用应力释放法、XRD法和Raman光谱法测定了PDC金刚石层表面的残余应力,通过与有限元模拟结果对比,确认了这三种方法测定PDC残余应力的可行性；对PDC耐磨性、耐热性和抗冲击性能的表征方法进行了探讨并提出了改进措施；在优化PDC制备工艺的基础上设计并合成出了内置过渡层的PDC。对照国内外有关PDC的研究情况,本研究取得如下创新性成果：1、针对六面顶压机,提出了合成PDC所用叶腊石块的临界边长（Lk）、实用边长（L0）与顶锤端面正方形边长（a）的关系式：LO/Lk=0.985exp（-a/9.05）+1.135使得根据硬质合金顶锤参数准确计算所用叶腊石合成块边长成为可能,对高压物理的研究和超硬材料的工艺设计具有重要的实用价值。2、对传统的PDC合成块组装设计进行了改进,对改进后合成块反应腔温度场的有限元模拟表明：PDC烧结反应区域轴向温差在30°C左右,径向温差约15°C,完全可以满足高品质PDC烧结的要求；分析了合成块预热温度和初始顶锤温度对反应腔温度场的影响,发现预热温度的增加可缩短反应腔体达到平衡温度的时间,但对进入“平衡态”后合成块的温度场分布以及腔体内的最高温度几乎没有影响。初始顶锤温度的提高对反应腔温度场和反应腔温度达到平衡的时间影响不大,但会使合成腔内最高温度明显增加。3、分别用XRD法和有限元分析方法对金刚石层表面残余应力进行了测定和计算,测试值与计算值基本相同；通过X射线应力检测仪测试,得到了PDC中心和边缘表面残余应力与金刚石层厚度（h）的关系式：σφ中心=758h-2294.5,σφ边缘=253.8h-366,这一关系式可为PDC的结构设计提供理论指导。4、鉴于采用现行的PDC磨耗比测试标准易产生称量误差以及较大规格PDC受天平称量范围限制的问题,笔者提出了以PDC的体积磨损代替重量磨耗的评估方法,并推导出了PDC磨损体积v与磨损面弦长L1的关系式：实践证明这一改进可提高测试结果的准确性,且大大简化了测试过程。5、将非平面连接技术及梯度过渡技术相结合研制出了内置过渡层的PDC。经过检测,其耐磨性、耐热性和抗冲击性均优于普通PDC。油田钻探的现场应用结果显示这种PDC钻头的总进尺比普通钻头深200-500米,研究成果现已应用于生产。
二、浅议企业人造金刚石冲击韧性标准与检测技术（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、浅议企业人造金刚石冲击韧性标准与检测技术（论文提纲范文）
（1）石墨烯纳米片改性PDC复合材料及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 论文研究背景与意义 |
| 1.2 概述 |
| 1.2.1 金刚石和石墨 |
| 1.2.2 金刚石工具的发展概况 |
| 1.2.3 金刚石工具的分类 |
| 1.2.4 聚晶金刚石工具的发展概况 |
| 1.3 PDC复合材料国内外研究现状 |
| 1.3.1 采用新型粘结剂烧结制备PDC复合材料研究 |
| 1.3.2 PDC复合材料脱钴技术的研究 |
| 1.3.3 对PDC复合材料热处理及性能的研究 |
| 1.3.4 无粘结剂合成纳米聚晶金刚石研究 |
| 1.3.5 碳纳米材料改性PDC复合刀具材料的研究现状 |
| 1.4 技术难点 |
| 1.5 本论文主要研究内容及技术路线 |
| 1.5.1 本文主要的研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 2 试验方案与方法 |
| 2.1 实验原材料与处理 |
| 2.1.1 金刚石 |
| 2.1.2 叶蜡石 |
| 2.1.3 白云石 |
| 2.1.4 钨钴硬质合金 |
| 2.1.5 石墨烯纳米片 |
| 2.1.6 粘结剂及其他原材料 |
| 2.2 高压高温烧结实验设备 |
| 2.2.1 温度测量 |
| 2.2.2 压力标定 |
| 2.3 PDC复合材料制备过程及方法 |
| 2.3.1 工艺流程 |
| 2.3.2 PDC复合材料烧结整体实验方案 |
| 2.3.3 PDC复合材料高温高压烧结 |
| 2.4 PDC样品微观结构和机械性能表征方法 |
| 2.4.1 PDC样品的微观组织结构表征方法 |
| 2.4.2 PDC样品的宏观物理力学性能测试 |
| 3 石墨烯纳米片改性PDC复合材料高压烧结工艺研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 石墨烯纳米片改性PDC复合材料烧结工艺实验 |
| 3.2.1 石墨烯纳米片纯化和均匀分散 |
| 3.2.2 PDC复合材料高压烧结过程和方法 |
| 3.2.3 合成工艺正交试验设计及分析 |
| 3.3 烧结工艺实验验证 |
| 3.3.1 实验方案 |
| 3.3.2 微观组织结构分析 |
| 3.3.3 机械性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 石墨烯纳米片改性PDC复合材料制备及表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 石墨烯纳米片改性PDC复合材料实验方案 |
| 4.3 石墨烯纳米片对PDC复合材料机械性能和微观结构的影响 |
| 4.3.1 石墨烯纳米片对PDC复合材料力学性能的影响 |
| 4.3.2 石墨烯纳米片改性PDC复合材料微观结构观察与分析 |
| 4.4 石墨烯纳米片对PDC复合材料改性机制 |
| 4.5 石墨烯纳米片改性硅中介PDC材料结构与性能分析 |
| 4.5.1 组织结构分析 |
| 4.5.2 机械性能分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 石墨烯纳米片改性PDC复合材料烧结机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 普通粉体的烧结过程及烧结动力 |
| 5.3 PDC复合材料烧结动力分析 |
| 5.4 石墨烯纳米片改性PDC复合材料烧结过程及机制 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 Φ62mm PDC复合材料高压制备与表征 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 组装辅件材料的选择 |
| 6.3 实验 |
| 6.3.1 组装结构设计 |
| 6.3.2 实验方法 |
| 6.4 Φ62mmPDC 复合材料微观结构分析 |
| 6.4.1 SEM分析 |
| 6.4.2 XRD分析 |
| 6.4.3 拉曼光谱分析 |
| 6.5 Φ62mmPDC 复合材料物理力学性能表征 |
| 6.5.1 硬度 |
| 6.5.2 耐磨性 |
| 6.5.3 抗弯强度 |
| 6.5.4 界面结合强度 |
| 6.5.5 冲击韧性 |
| 6.5.6 耐热性 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）点胶有序排布镀钨金刚石钎焊绳锯制备及性能研究（论文提纲范文）
| 作者简历 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金刚石工具切削混凝土材料研究现状 |
| 1.1.1 混凝土材料加工特性 |
| 1.1.2 绳锯切削钢筋混凝土的主要问题 |
| 1.2 钎焊有序金刚石工具国内外研究现状 |
| 1.2.1 高温钎焊技术发展情况 |
| 1.2.2 有序排布金刚石工具研究现状 |
| 1.2.3 钎焊金刚石绳锯研发难点 |
| 1.3 本课题研究内容与研究意义 |
| 第二章 Ni基钎焊金刚石热损伤控制方法 |
| 2.1 热损伤原因分析及控制措施 |
| 2.2 耐磨金刚石优选 |
| 2.2.1 测试材料及方法 |
| 2.2.2 试验结果分析 |
| 2.3 镀钨金刚石制备 |
| 2.3.1 试验材料与方法 |
| 2.3.2 金刚石真空蒸发镀钨工艺优化 |
| 2.3.3 镀钨、镀钛金刚石钎焊热损伤对比 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 有序排布金刚石钎焊串珠制备工艺 |
| 3.1 点胶法实现磨料有序排布 |
| 3.1.1 点胶法的提出 |
| 3.1.2 胶滴阵列参数设计 |
| 3.1.3 点胶与钎焊工艺优化 |
| 3.2 钎焊金刚石出刃形貌控制 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 钎焊金刚石绳锯切削钢筋混凝土性能研究 |
| 4.1 试验装置与方法 |
| 4.2 有序排布及镀钨金刚石钎焊绳锯的切削性能 |
| 4.2.1 切削效率对比 |
| 4.2.2 金刚石串珠磨损与失效形式分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本课题取得的主要成果 |
| 5.2 关于进一步完善钎焊金刚石绳锯制作工艺的设想 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（3）树脂结合剂钎焊涂覆金刚石砂轮的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及课题提出 |
| 1.2 树脂结合剂的研究现状 |
| 1.3 金刚石表面镀覆技术的研究现状 |
| 1.4 钎焊涂覆金刚石在金属结合剂工具上的应用 |
| 1.5 本课题的提出与主要研究内容 |
| 第二章 实验设备与研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验使用仪器设备 |
| 2.3 实验路线及实验内容 |
| 2.4 钎焊涂覆金刚石的性能检测 |
| 2.4.1 金刚石冲击韧性测试 |
| 2.4.2 钎焊涂覆金刚石微观形貌与能谱分析 |
| 2.4.3 涂覆金刚石物相分析 |
| 2.4.4 涂覆金刚石石墨化分析 |
| 2.5 砂轮的性能检测 |
| 2.5.1 砂轮试样的抗弯强度测试 |
| 2.5.2 砂轮洛氏硬度测试 |
| 2.5.3 砂轮磨削实验 |
| 第三章 钎焊涂覆金刚石的工艺研究 |
| 3.1 隔离剂对钎焊涂覆金刚石的影响 |
| 3.2 钎焊温度对金刚石性能的影响 |
| 3.2.1 不同温度钎焊涂覆金刚石表面形貌 |
| 3.2.2 不同钎焊涂覆温度金刚石冲击韧性的影响 |
| 3.2.3 不同温度钎焊涂覆金刚石物相分析 |
| 3.2.4 不同温度钎焊涂覆金刚石拉曼分析 |
| 3.3 增重率对金刚石性能的影响 |
| 3.3.1 不同增重率金刚石表面包裹形貌 |
| 3.3.2 不同增重率对钎焊涂覆金刚石冲击韧性的影响 |
| 3.3.3 不同增重率钎焊涂覆金刚石物相分析 |
| 3.4 不同晶型涂覆金刚石性能的影响 |
| 3.4.1 不同晶型涂覆金刚石表面形貌 |
| 3.4.2 不同晶型涂覆金刚石冲击韧性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 树脂结合剂金刚石砂轮制备 |
| 4.1 结合剂配方设计 |
| 4.2 成型料的配制 |
| 4.2.1 配料计算 |
| 4.2.2 混料工艺 |
| 4.3 热压成型 |
| 4.4 二次固化处理 |
| 4.5 砂轮平衡精度校正 |
| 4.6 砂轮节块性能测试 |
| 4.6.1 抗弯强度测试 |
| 4.6.2 硬度测试 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 树脂结合剂钎焊涂覆金刚石砂轮磨削性能 |
| 5.1 磨削力分析 |
| 5.1.1 磨削方式对不同砂轮磨削力的影响 |
| 5.1.2 线速度对不同砂轮磨削力的影响 |
| 5.1.3 磨削深度对不同砂轮磨削力的影响 |
| 5.2 砂轮磨削比 |
| 5.3 砂轮加工工件表面粗糙度分析 |
| 5.3.1 线速度对不同砂轮加工工件表面粗糙度的影响 |
| 5.3.2 磨削深度对不同砂轮加工工件表面粗糙度的影响 |
| 5.4 被加工工件表面形貌分析 |
| 5.5 砂轮磨损机理分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的成果 |
| 致谢 |
（4）新型铁镍触媒高温高压合成金刚石的工艺研究及分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金刚石的结构,性能及应用 |
| 1.1.1 金刚石的结构 |
| 1.1.2 金刚石的性能 |
| 1.1.3 金刚石的应用 |
| 1.2 人造金刚石发展概况 |
| 1.2.1 人造金刚石合成历史 |
| 1.2.2 人造金刚石合成方法 |
| 1.3 高温高压合成金刚石的机理 |
| 1.3.1 金刚石生长的V形区域 |
| 1.3.2 金属包膜 |
| 1.3.3 金刚石中的包裹体 |
| 1.4 高温高压合成金刚石用触媒材料 |
| 1.4.1 水雾化触媒 |
| 1.4.2 气雾化触媒 |
| 1.4.3 化学共沉淀触媒 |
| 1.4.4 羰基法触媒 |
| 1.5 选题意义及研究内容 |
| 1.5.1 选题意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 试验材料和方法 |
| 2.1 实验工艺流程 |
| 2.2 合成金刚石的原材料及辅件 |
| 2.2.1 羰基铁粉 |
| 2.2.2 羰基镍粉 |
| 2.2.3 羰基铁镍粉末混合 |
| 2.2.4 石墨 |
| 2.2.5 合成芯柱制备 |
| 2.2.6 叶蜡石块 |
| 2.2.7 导电钢圈 |
| 2.2.8 绝缘件 |
| 2.3 金刚石合成块组装图 |
| 2.4 金刚石合成设备 |
| 2.5 金刚石性能检测表征 |
| 2.5.1 筛分 |
| 2.5.2 晶形 |
| 2.5.3 磁选 |
| 2.5.4 静压强度 |
| 2.5.5 冲击韧性 |
| 2.5.6 磁化率 |
| 2.6 粒度分析 |
| 2.7 扫描电镜 |
| 第三章 铁镍触媒混合及其与石墨混合 |
| 3.1 羰基铁粉 |
| 3.2 羰基镍粉 |
| 3.3 羰基铁粉和羰基镍粉的混合 |
| 3.4 混合效果对比 |
| 3.5 触媒和石墨混合 |
| 3.5.1 石墨 |
| 3.5.2 混合实验 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 触媒组成与芯柱组成对合成金刚石的影响 |
| 4.1 合成工艺 |
| 4.2 不同铁镍比例触媒试验 |
| 4.2.1 方案设计 |
| 4.2.2 合成结果 |
| 4.3 触媒和石墨添加比例调整试验 |
| 4.3.1 方案设计 |
| 4.3.2 合成结果 |
| 4.4 与水雾化触媒合成对比试验 |
| 4.4.1 方案设计 |
| 4.4.2 合成结果 |
| 4.4.3 结果分析 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附件 |
（5）磁性物含量对人造金刚石微粉性能的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 影响人造金刚石单晶的相关因素 |
| 1.2.2 金刚石微粉的生产及发展现状 |
| 1.2.3 金刚石微粉的种类与应用 |
| 1.2.4 金刚石微粉的质量标准 |
| 1.2.5 人造金刚石磁化率研究概况 |
| 1.3 主要研究内容与方法 |
| 2 实验方法 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 实验流程 |
| 2.4 检测手段 |
| 2.4.1 磁化率 |
| 2.4.2 单颗粒抗压强度 |
| 2.4.3 形貌 |
| 2.4.4 冲击韧性和热冲击韧性（TI、TTI） |
| 2.4.5 灰分 |
| 2.4.6 差热分析 |
| 2.4.7 切割性能实验 |
| 2.4.8 实验数据的回归分析 |
| 3 磁化率对人造金刚石单晶性能影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方案 |
| 3.2.1 人造金刚石单晶磁化率检测 |
| 3.2.2 人造金刚石单晶形貌检测 |
| 3.2.3 单颗粒抗压强度检测 |
| 3.2.4 TI、TTI检测 |
| 3.2.5 人造金刚石单晶灰分测定 |
| 3.3 实验结果讨论与分析 |
| 3.3.1 不同型号人造金刚石单晶磁化率影响 |
| 3.3.2 磁化率对单颗粒抗压强度、TI、TTI影响 |
| 3.3.3 磁化率与人造金刚石单晶灰分关系 |
| 3.3.4 磁化率与人造金刚石单晶性能数学关系 |
| 3.4 小结 |
| 4 磁化率对人造金刚石微粉性能影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方案 |
| 4.2.1 金刚石微粉磁化率检测 |
| 4.2.2 金刚石微粉形貌检测 |
| 4.2.3 金刚石微粉灰分检测 |
| 4.2.4 热稳定性检测 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.3.1 金刚石微粉磁化率检测结果 |
| 4.3.2 磁化率对金刚石微粉形貌影响 |
| 4.3.3 磁化率对金刚石微粉灰分影响 |
| 4.3.4 磁化率与金刚石微粉热稳定性影响 |
| 4.3.5 磁化率与金刚石微粉灰分数学关系 |
| 4.4 小结 |
| 5 磁化率对人造金刚石微粉电镀线锯性能影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方案 |
| 5.2.1 线锯的制备 |
| 5.2.2 线锯的性能检测 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.1 线锯形貌 |
| 5.3.2 磁化率对线锯的使用性能影响 |
| 5.4 小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历及发表学术论文 |
（7）金刚石颗粒表面镀覆铬包覆层的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 金刚石的性能 |
| 1.1.2 金刚石的应用 |
| 1.3 金属结合剂金刚石工具 |
| 1.3.1 金刚石工具 |
| 1.3.2 金属结合剂的组成 |
| 1.3.3 金属结合剂金刚石工具的制备 |
| 1.4 金刚石表面金属化 |
| 1.4.1 金刚石表面金属化原理 |
| 1.4.2 金刚石表面金属化的作用 |
| 1.4.3 常用的镀覆技术 |
| 1.4.4 国内外研究现状 |
| 1.5 主要研究内容和技术路线 |
| 第二章 镀层的制备及碳化物层的形成 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 镀层的制备 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 实验方法 |
| 2.3 碳化物层的形成 |
| 2.3.1 试验设备 |
| 2.3.2 实验方法 |
| 2.4 碳化物层的分析 |
| 2.4.1 镀层的成分分析 |
| 2.4.2 镀层的物相分析 |
| 2.4.3 镀层的组织分析 |
| 2.5 工艺参数对碳化铬形成的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 镀铬对金刚石性能的影响 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 镀铬对金刚石性能的影响 |
| 3.2.1 试验方法 |
| 3.2.2 镀铬对金刚石力学性能的影响 |
| 3.2.3 高温下镀铬对金刚石的保护作用 |
| 3.3 镀铬对金刚石的高温保护作用 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 镀铬金刚石在金属结合剂金刚石工具中的应用 |
| 4.1 概述 |
| 4.1.1 制备金属结合剂金刚石锯片 |
| 4.1.2 影响因素及其表征 |
| 4.2 金刚石锯片锯切试验 |
| 4.3 金属结合剂与金刚石的结合 |
| 4.4 镀铬金刚石工具磨粒破坏形态分析 |
| 4.4.1 金刚石的破坏形态对金钢石工具性能的影响 |
| 4.4.2 镀铬对金刚石破坏形态的影响 |
| 4.5 镀铬金刚石磨粒出刃高度分析 |
| 4.5.1 金钢石的出刃高度对金刚石工具性能的影响 |
| 4.5.2 金刚石磨粒出刃高度的测量 |
| 4.5.3 镀铬对金刚石破出刃高度的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文 |
| 致谢 |
（8）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 |
（9）铁基粉末触媒合成金刚石作用机理的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 文献综述 |
| 1.1 金刚石的结构、性质、发展及合成方法 |
| 1.1.1 人造金刚石的结构及主要性质 |
| 1.1.2 人造金刚石合成的历史与发展现状 |
| 1.1.3 人造金刚石合成的主要方法 |
| 1.2 高温高压合成金刚石的机理 |
| 1.2.1 石墨转变为金刚石的基本原理 |
| 1.2.2 碳的压力-温度相图 |
| 1.3 触媒参与下人造金刚石合成理论及存在问题 |
| 1.4 人造金刚石触媒材料 |
| 1.4.1 触媒的作用 |
| 1.4.2 触媒材料的研究概况 |
| 1.4.3 触媒材料的制备方法 |
| 1.5 本论文研究意义、目标及研究内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究目的 |
| 1.5.3 研究内容 |
| 2 实验材料及研究方法 |
| 2.1 触媒粉末的制备及质量控制 |
| 2.1.1 触媒粉末制备方法及所需原材料 |
| 2.1.2 触媒粉末制备过程 |
| 2.1.3 触媒粉末的质量控制 |
| 2.2 碳源及合成柱的制备 |
| 2.2.1 石墨粉要求 |
| 2.2.2 合成柱制备工艺流程 |
| 2.3 合成辅件及组装结构 |
| 2.3.1 叶腊石粉压块 |
| 2.3.2 导电钢圈 |
| 2.3.3 金刚石合成组装结构 |
| 2.4 金刚石合成设备 |
| 2.5 金刚石的性能表征及检测 |
| 2.5.1 金刚石的常规表征参数 |
| 2.5.2 金刚石的强度检测 |
| 2.5.3 金刚石的形貌观察与品质分析 |
| 2.5.4 金刚石及相关物相的微观形貌及结构分析 |
| 3 FeNi粉末触媒成分组成对合成金刚石的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 FeNi触媒的制备及金刚石合成性能研究 |
| 3.2.1 粉末触媒的微观形貌分析 |
| 3.2.2 触媒组成对合成金刚石的影响 |
| 3.2.3 触媒含量增加实验 |
| 3.2.4 相同触媒不同含量实验 |
| 3.2.5 金刚石合成条件对比 |
| 3.3 FeNi触媒实验结果分析及触媒成分的配制原则 |
| 3.3.1 FeNi触媒实验结果分析 |
| 3.3.2 触媒组成元素及配比原则 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 稀土对FeNi粉末触媒合成金刚石的影响研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 稀土元素的性质及脱氧机理 |
| 4.2.1 稀土元素的性质 |
| 4.2.2 稀土降低触媒中的结合氧机理 |
| 4.3 稀土元素添加量对FeNi触媒内杂质的影响 |
| 4.3.1 触媒粉末制备及组成 |
| 4.3.2 含稀土触媒粉末的性能 |
| 4.3.3 触媒粉末的元素组成 |
| 4.4 添加稀土触媒合成金刚石实验 |
| 4.4.1 合成实验条件 |
| 4.4.2 合成实验综合分析 |
| 4.5 稀土的存在形式及金刚石性能的分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 FeMn基配方粉末触媒的制备及合成实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 FeMnX触媒配方的设计 |
| 5.3 FeMnX粉末触媒制备及实验 |
| 5.3.1 FeMn基触媒制备 |
| 5.3.2 触媒粉末的性能 |
| 5.3.3 FeMn粉末触媒合成实验 |
| 5.4 FeMn系触媒中Mn、Co的含量对合成条件的影响 |
| 5.4.1 触媒性能检测 |
| 5.4.2 FeMn基粉末触媒改进配方试验 |
| 5.5 FeMn触媒合成条件分析 |
| 5.5.1 晶体的价电子理论 |
| 5.5.2 Me_3C和金刚石的价电子结构的一些数据 |
| 5.5.3 M_3C/金刚石界面的价电子结构 |
| 5.5.4 综合分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 FeMnNi触媒合成团粒结构自锐性金刚石的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 金刚石合成理论及自锐性金刚石工艺控制 |
| 6.2.1 合成温度、压力对金刚石形核的影响 |
| 6.2.2 晶粒的形成率及合成曲面理论 |
| 6.2.3 金刚石晶粒的长大 |
| 6.2.4 自锐性金刚石合成工艺控制特点 |
| 6.3 CSD金刚石合成实验及分析 |
| 6.3.1 合成实验 |
| 6.3.2 制备的团粒结构金刚石的形貌及性能 |
| 6.3.3 磨削试验研究 |
| 6.3.4 FeMnNi触媒与NiMn触媒的成本分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 铁基触媒催化金刚石合成机制的探讨 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 触媒作用下金刚石的形核、生长模式 |
| 7.2.1 粉末触媒合成金刚石的形核与生长 |
| 7.2.2 金刚石金属包覆膜的作用 |
| 7.2.3 金刚石表面及周围元素的分布 |
| 7.2.4 金刚石金属包膜的物相构成及周围元素分布 |
| 7.3 金刚石金属包膜中碳化物的作用分析 |
| 7.4 对高温高压金刚石合成研究的局限性 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）钻探用聚晶金刚石复合体高压合成、性能表征与优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 聚晶金刚石复合体(PDC)的发展历程 |
| 1.2 PDC的性能 |
| 1.3 PDC的应用 |
| 1.4 钻探用PDC的国内外研究概况 |
| 1.5 PDC的制造方法及分类 |
| 1.6 PDC性能的检测方法与影响因素 |
| 1.6.1 耐热性 |
| 1.6.2 耐磨性 |
| 1.6.3 耐冲击性 |
| 1.6.4 综合钻进性能测试 |
| 1.6.5 超声检测 |
| 1.6.6 PDC残余应力的测试 |
| 1.7 钻探用PDC的发展趋势 |
| 1.8 本文的主要研究内容与目的 |
| 第二章 超高压技术与高压腔设计 |
| 2.1 六面顶超高压装置 |
| 2.2 高压腔设计与临界体积的计算 |
| 2.2.1 高压腔的设计 |
| 2.2.2 临界体积的计算 |
| 2.3 合成块边长的确定 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 PDC合成块的组装设计与温度场的有限元模拟 |
| 3.1 PDC合成块的组装设计 |
| 3.1.1 传统的PDC合成块组装 |
| 3.1.2 改进的PDC合成块组装 |
| 3.2 合成块反应腔温度场的有限元模拟 |
| 3.2.1 有限元模型 |
| 3.2.2 边界条件 |
| 3.2.3 高压腔内的温度场分析 |
| 3.3 影响反应腔温度场的因素 |
| 3.3.1 合成块预热温度对反应腔温度场的影响 |
| 3.3.2 初始顶锤温度对反应腔温度场的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 PDC的超高压烧结过程与机理研究 |
| 4.1 PDC超高压烧结过程的实验研究 |
| 4.1.1 烧结实验设备和工艺 |
| 4.1.2 PDC超高压烧结过程的XRD研究 |
| 4.1.3 PDC超高压烧结过程的SEM观察 |
| 4.2 PDC烧结体系的热力学分析 |
| 4.3 PDC烧结过程的动力学分析 |
| 4.4 PDC的液相烧结机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 PDC的残余应力研究 |
| 5.1 有限元分析法 |
| 5.2 应力释放法 |
| 5.2.1 应力释放法测量PDC残余应力的原理 |
| 5.2.2 应力释放法测试步骤与结果分析 |
| 5.3 XRD法 |
| 5.3.1 XRD应力测定的原理 |
| 5.3.2 测试样品制备 |
| 5.3.3 XRD应力测量 |
| 5.3.4 结果与分析 |
| 5.3.5 PDC金刚石层厚度对应力的影响 |
| 5.4 激光拉曼光谱法 |
| 5.4.1 拉曼散射光谱测定残余应力的原理 |
| 5.4.2 实验方法 |
| 5.4.3 结果与讨论 |
| 5.5 PDC残余应力研究方法的比较与应用 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 PDC的性能测试研究 |
| 6.1 耐磨性检测 |
| 6.1.1 磨耗比测试法存在的问题与解决的方法研究 |
| 6.1.2 车削花岗岩法的实验研究 |
| 6.1.3 两种测试方法的比较 |
| 6.2 冲击韧性测试 |
| 6.2.1 小功率落锤冲击的影响因素 |
| 6.2.2 小冲击功作用下PDC的冲击破坏机理 |
| 6.2.3 大功率落锤冲击测试 |
| 6.3 耐热性检测研究 |
| 6.3.1 试验方法与试样制备 |
| 6.3.2 PDC的热分析 |
| 6.3.3 PDC耐热性的XRD研究 |
| 6.3.4 PDC耐热性的SEM观察 |
| 6.3.5 拉曼光谱对PDC石墨化的检测 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 PDC的性能优化研究 |
| 7.1 金刚石原料对PDC性能的影响 |
| 7.1.1 金刚石微粉粒度与PDC耐磨性、韧性的关系 |
| 7.1.2 金刚石微粉粒度配比优化 |
| 7.1.3 金刚石微粉超高压作用前后的变化 |
| 7.1.4 金刚石微粉杂质含量的影响 |
| 7.1.5 合成优质PDC的金刚石原料选择原则 |
| 7.2 硬质合金基体对PDC性能的影响 |
| 7.2.1 合金基体钴含量及WC粒度的选择 |
| 7.2.2 合金基体高压烧结后的性能变化 |
| 7.2.3 合金基体的强韧化措施 |
| 7.3 界面结构优化 |
| 7.3.1 内置过渡层PDC的设计 |
| 7.3.2 内置过渡层PDC残余热应力的有限元分析 |
| 7.4 内置过渡层PDC的高压合成、性能检测与现场试用 |
| 7.4.1 内置过渡层PDC的合成 |
| 7.4.2 内置过渡层PDC的性能检测 |
| 7.5 内置过渡层PDC在油田钻探中的现场应用 |
| 7.6 本章小结 |
| 第八章 主要结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间主要的研究成果 |
| 致谢 |
四、浅议企业人造金刚石冲击韧性标准与检测技术（论文参考文献）
- [1]石墨烯纳米片改性PDC复合材料及性能研究[D]. 杨雪峰. 中国矿业大学(北京), 2020(01)
- [2]点胶有序排布镀钨金刚石钎焊绳锯制备及性能研究[D]. 刘凡. 中国地质大学, 2019(02)
- [3]树脂结合剂钎焊涂覆金刚石砂轮的制备及性能研究[D]. 李伟雄. 广东工业大学, 2018(01)
- [4]新型铁镍触媒高温高压合成金刚石的工艺研究及分析[D]. 何文嵩. 山东大学, 2017(04)
- [5]磁性物含量对人造金刚石微粉性能的影响研究[D]. 何静远. 河南工业大学, 2017(02)
- [6]电镀钻头中金刚石的选用原则[J]. 吴成芬. 探矿工程(岩土钻掘工程), 2013(07)
- [7]金刚石颗粒表面镀覆铬包覆层的研究[D]. 柯明月. 广东工业大学, 2013(10)
- [8]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)
- [9]铁基粉末触媒合成金刚石作用机理的研究[D]. 赵文东. 北京有色金属研究总院, 2010(10)
- [10]钻探用聚晶金刚石复合体高压合成、性能表征与优化研究[D]. 徐国平. 中南大学, 2010(01)