收藏本站
《大连理工大学》 2003年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

金刚石热稳定性及其刀具受热损伤的研究

王适  
【摘要】:近年来,金刚石制品的生产者和使用者越来越关注产品的热稳定性。英国Element Six(原De Beers)和美国GE等公司都加大了对其金刚石产品热稳定性的测试和研究工作。在国外热稳定性被作为确定金刚石应用领域最重要的依据。目前,对金刚石制品性能的评估,也不再局限于强度、硬度、耐磨性等,而是加入热稳定性指标的综合评价。本文结合实际应用,对影响单晶金刚石热稳定性的內在因素进行了量化分析;并且结合聚晶金刚石复合片刀具的制作过程,对聚晶金刚石复合片(Polycrystalline Diamond Compacts)的热稳定性和感应加热造成的热损伤进行了深入的研究。 单晶金刚石热稳定性的影响因素较多,并且各个因素之间也是互相影响。这里基于灰色系统理论,提出可以充分利用产品原始信息的方法,即灰色关联分析,对四种金刚石内在因素对其热稳定性的影响进行量化分析,得到灰关联序。进而建立了Ⅰ_b型单晶金刚石热稳定性的灰色预测模型,它可以有效地对热稳定性进行预测。同时提出以单晶金刚石差热曲线上的外推起始温度,作为热稳定性的标识温度。 聚晶金刚石复合片刀具的焊接,严格要求加热温度和时间的参数。因此建立了聚晶金刚石复合片高频感应钎焊模糊控制及同步数据采集系统。该系统基于模糊控制原理,利用单片机技术,结合高频感应加热设备使用可控硅控制的原理和特点,对聚晶金刚石复合片刀具的钎焊实现了参数化控制,并且控制效果显著。它是进一步研究刀具的焊接工艺和感应加热对聚晶金刚石表面热损伤的基础性试验设备。 利用上述设备,对聚晶金刚石复合片刀具钎焊过程涉及到的钎料对钎焊金属的润湿能力、钎焊温度对钎焊接头强度的影响、恒温保持时间对钎焊接头强度的影响、钎焊金属表面粗糙度对接头强度的影响等方面的问题,进行了深入的研究。 利用差热分析(DTA)、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、电子扫描电镜(SEM)等分析手段,对聚晶金刚石在空气中加热的氧化行为进行了深入研究。分析了聚晶金刚石在空气中热损伤的四种形式,深入探讨了复合片在感应加热条件下的热损伤机理。 感应加热过程对聚晶金刚石复合片的影响,决定了焊后刀具的质量。因此,进行了感应加热对刀具前刀面和后刀面热损伤的研究。前刀面热损伤层的定量分析,可以为随动磨削的加工余量提供理论依据。后刀面热损伤层的定量分析,可以为确定最小刃磨余量提供理论支持。 针对聚晶金刚石的热稳定性,深入分析了其差热分析曲线和电子扫描电镜照片,并提出以聚晶金刚石差热曲线上的起始氧化温度作为其热稳定性的标识温度。据此,对聚晶金刚石复合片的两种内在因素对其热稳定性的影响能力,进行了灰色关联分析的量化 大连理工大学博士学位论文 评定。进一步探讨了聚晶金刚石的氧化和石墨化是否同时进行的问题。得出聚晶金刚石 的石墨化温度在960℃左右,随着加热温度的增加,复合片有石墨化的趋势。结合聚晶 金刚石复合片热损伤研究的结果,认为:加热时聚晶金刚石复合片的氧化和石墨化可能 同时进行。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TG711

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 王立;李嫚;贾乾忠;张弘弢;董海;;金刚石刀具钎焊工艺的研究[J];金刚石与磨料磨具工程;2008年03期
2 伍开松;柯行;龙巾帼;;热-结构耦合PDC单齿破岩温升规律研究[J];石油机械;2013年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张少伟;高长水;;聚晶金刚石微细立铣刀制造关键工艺研究[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 徐国平;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];中南大学;2010年
2 徐根;油田钻探用PDC热残余应力及界面结构优化研究[D];中南大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 杨达;高频感应熔样机控制系统的研究与设计[D];吉林大学;2006年
2 王龙龙;基于金刚石和硬质合金复合焊的钢齿钻头齿面强化技术研究[D];西南石油大学;2006年
3 张力;13-8型复合片的合成及力学性能研究[D];武汉理工大学;2007年
4 王立;PDC刀具高频感应钎焊的研究[D];大连理工大学;2008年
5 孙延龙;含硼聚晶金刚石复合片(PDC)合成与机理的研究[D];钢铁研究总院;2012年
6 张少伟;聚晶金刚石微细立铣刀制造关键工艺及微细铣削试验[D];南京航空航天大学;2012年
7 王永照;高压处理PDC的残余应力及机械性能分析[D];武汉理工大学;2013年
【参考文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 徐根;油田钻探用PDC热残余应力及界面结构优化研究[D];中南大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李孜军;灰色系统基本方法及其在矿井通风中的应用[J];四川有色金属;1996年03期
2 蒸汽远红外干燥木材技术协作组;蒸汽远红外干燥木材过程中红外加热作用的初探[J];四川建筑科学研究;1984年02期
3 彭建政;何广杰;周灵源;;灰色聚类方法在建筑结构鉴定中的应用[J];四川建筑科学研究;2005年06期
4 曾庆响;;基础沉降变形的灰色预测方法与电子表制作(Ⅰ)——预测原理与工程概况[J];四川建筑科学研究;2007年05期
5 梁本亮;刘建新;;基于灰色关联的混凝土结构耐久性影响因子分析[J];四川建筑科学研究;2009年04期
6 杨攀;张宇;;灰色控制系统理论在火灾预测中的应用[J];安防科技;2006年03期
7 项伟;周加来;;安徽省县域经济与市域经济的时空耦合协调发展研究[J];安徽广播电视大学学报;2010年03期
8 张维维;赵成林;李广帮;王丽娟;;ANS-OB精炼终点温度预报模型[J];鞍钢技术;2010年02期
9 程亮;;有限结荚习性大豆单株产量与主要农艺性状的灰色关联度分析[J];山东农业科学;2009年08期
10 孙洪美;焦传兵;李永胜;张蒙蒙;臧德奎;;山东省紫薇品种观赏价值的灰色评价[J];山东农业科学;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 时兵;;先进封装形式μBGA、CSP的回流焊接技术[A];第二届全国青年印制电路学术年会论文汇编[C];2002年
2 赵智力;钱乙余;胡强;李忠锁;;无铅波峰焊焊点剥离现象的试验研究[A];2004中国电子制造技术论坛——电子整机无铅化焊接技术学术研讨会论文集[C];2004年
3 李大乐;史建卫;钱乙余;李忠锁;;无铅化电子组装中的氮气保护[A];2004中国电子制造技术论坛——电子整机无铅化焊接技术学术研讨会论文集[C];2004年
4 桑培歌;李传文;;软钎焊在半导体光电器件封装中的应用[A];2004中国电子制造技术论坛——电子整机无铅化焊接技术学术研讨会论文集[C];2004年
5 梁宁;田艳红;宫继承;;铝合金微波组件真空钎焊技术的应用研究[A];制造业数字化技术——2006中国电子制造技术论坛论文集[C];2006年
6 冯丽芳;闫焉服;郭晓晓;赵培峰;宋克兴;;BiSbCuSn高温无铅软钎料物理性能及润湿性能研究[A];2008中国电子制造技术论坛论文集[C];2008年
7 史建卫;许愿;柴勇;;电子组装材料润湿性评价方法-润湿平衡测试法[A];2008中国电子制造技术论坛论文集[C];2008年
8 韩跃新;刘杰;李艳军;张淑敏;赵庆杰;;临江式铁锰矿石深度还原—高效分选技术研究[A];2010'中国矿业科技大会论文集[C];2010年
9 宋胜浩;刘才明;;利用示波器测量铁磁材料的物性研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
10 周国红;张海龙;张昭;王士维;;碳纤维补强氧化锆基复合材料的制备及其力学性能[A];中国空间科学学会空间材料专业委员会2011学术交流会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 许洁;过渡金属氧化物型热电材料的制备与性能研究[D];长春理工大学;2010年
2 文俊强;石灰石粉作混凝土掺合料的性能研究及机理分析[D];中国建筑材料科学研究总院;2010年
3 毕建聪;铟铁铜掺杂铌酸锂晶体的制备及结构与光折变性能研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
4 黄芳;高镁磷尾矿回收利用磷、镁的应用基础研究[D];昆明理工大学;2010年
5 曲建军;基于提速线路TQI的轨道不平顺预测与辅助决策技术的研究[D];北京交通大学;2011年
6 陈敬超;反应合成银氧化锡复合材料的合成机制与性能研究[D];昆明理工大学;2009年
7 梅向阳;真空定向凝固法去除硅中金属杂质和晶体生长控制的研究[D];昆明理工大学;2010年
8 王胜民;机械镀锌无结晶形层的研究[D];昆明理工大学;2010年
9 高惠民;云母颜料制备及其机理研究[D];武汉理工大学;2010年
10 谢军;浮法锂铝硅系统微晶玻璃的组成、结构、性能及浮抛机理的研究[D];武汉理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘文伍;杉木树矿井瓦斯地质规律及瓦斯预测研究[D];河南理工大学;2010年
2 黄丹;郑州市区深部地热资源水利用优化配置[D];河南理工大学;2010年
3 梁峰;瞬时液相扩散连接及其热应力有限元模拟研究[D];河南理工大学;2010年
4 王茜;时效处理对快速凝固Cu-Cr合金组织性能的影响[D];河南理工大学;2010年
5 徐蕙;CuO薄膜和Cu/TiO_x复合薄膜的制备与表征[D];浙江理工大学;2010年
6 王宇轩;电子信箱的可用性实验研究[D];浙江理工大学;2010年
7 李科;地下工程结构耐久性分析与评价[D];郑州大学;2010年
8 王岩;Ca、Sr对AS21合金组织及性能的影响[D];郑州大学;2010年
9 王家华;层状陶瓷Ti_3AlC_2的制备及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 林爽;低温前驱体裂解法合成碳化硼粉体的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张力春,王健;一种数字PID调节器参数的自寻最优控制方法[J];鞍钢技术;2005年03期
2 王松顺;含硼人造金刚石的结构、性质及其应用[J];表面技术;1997年02期
3 齐德荣,赵岚;高频感应加热温度的控制[J];传感器技术;2002年04期
4 周思柱;段梦兰;Segen Estefen;;Stress Analysis and Optimum Design of PDC Die for Offshore Drilling Engineering[J];China Ocean Engineering;2005年04期
5 王适,张弘弢;感应加热聚晶金刚石热损伤机理的研究[J];材料科学与工艺;2005年05期
6 郑子樵;梁叔全;;梯度功能材料的研究与展望[J];材料科学与工程;1992年01期
7 杨丽;王辉亭;崔约贤;张宏志;;钎缝间隙对TC4与Ti_3Al-Nb合金钎焊接头组织的影响[J];材料开发与应用;2006年01期
8 孟祥军;梯度功能材料的设计[J];材料开发与应用;1994年03期
9 李晨辉,吕海波,刘雄飞;镀钛金刚石与结合剂间的结合状态[J];稀有金属材料与工程;1999年06期
10 刘寿荣,杨惠琴,郝建民,刘方;淬火热处理对硬质合金性能和组织的影响[J];稀有金属材料与工程;1994年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈玉安;铍材X射线残余应力无损测定原理和方法[D];重庆大学;2002年
2 陈石林;聚晶金刚石复合体界面及复合机理的研究[D];中南大学;2004年
3 王国荣;牙轮钻头浮动套轴承工作机理研究[D];西南石油学院;2004年
4 韩永昊;金刚石对顶砧上原位电导率测量方法[D];吉林大学;2005年
5 刘宝昌;新型梯度结构金刚石—硬质合金复合球齿的研究[D];吉林大学;2005年
6 李丽;高温高压金刚石生长机理的价电子理论及热力学分析[D];山东大学;2008年
7 贾茹;氩的高温高压布里渊散射研究及快速增压制备大块非晶硫[D];西南交通大学;2008年
8 林峰;机加工刀具用金刚石复合体的研究[D];中南大学;2009年
9 肖宏宇;优质克拉级金刚石大单晶的高温高压合成[D];吉林大学;2010年
10 徐根;油田钻探用PDC热残余应力及界面结构优化研究[D];中南大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张菁;PDC抗冲击性能及结构参数优化研究[D];武汉理工大学;2011年
2 谢晓红;PDC取芯钻头切削齿磨损规律的研究[D];中南大学;2011年
3 战忠波;聚晶金刚石微细立铣刀的设计制造及其微细铣削试验[D];南京航空航天大学;2011年
4 覃强;模糊PID温度控制方案的仿真优选及其实现[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2002年
5 张云鹏;印刷电路板用微型刀具制造技术与设备的研究[D];西北工业大学;2002年
6 范文捷;PCD层与WC-Co基体之间界面结构与性能的研究[D];郑州大学;2006年
7 路汉刚;硬质合金与钢钎焊接头的残余应力研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
8 鲁伟员;两面顶高性能金刚石复合片的研究[D];四川大学;2006年
9 张力;13-8型复合片的合成及力学性能研究[D];武汉理工大学;2007年
10 王立;PDC刀具高频感应钎焊的研究[D];大连理工大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐国平;尹志民;陈启武;徐根;;金刚石复合片(PDC)表面残余应力的XRD研究[J];粉末冶金技术;2010年01期
2 刘涛;许立福;周丽;黄树涛;;聚晶金刚石加工技术的研究现状[J];工具技术;2011年01期
3 宋满仓;张建磊;于超;王敏杰;刘冲;;聚晶金刚石复合片的电火花线切割精密加工试验[J];光学精密工程;2012年06期
4 王胜;高长水;战忠波;;聚晶金刚石的电火花线切割加工研究[J];电加工与模具;2013年S1期
5 麻东升;阎兵;韩敬华;;金刚石刀具银钎焊方法[J];承德石油高等专科学校学报;2014年01期
6 申晓龙;张来希;;基于超硬刀具材料的WEDM线切割加工研究[J];湖南工业职业技术学院学报;2010年01期
7 申晓龙;任成高;;提高数控线切割加工聚晶金刚石刀具材料效率的措施[J];湖南工业职业技术学院学报;2010年02期
8 杨志波;徐九华;刘爱菊;;激光钎焊金刚石磨粒界面微结构分析[J];焊接学报;2010年10期
9 李斌;杨志波;;采用有限元法对激光钎焊温度场的分析与模拟[J];河南科技学院学报(自然科学版);2011年05期
10 焦素敏;王改民;陈珣;;基于模糊自适应PID算法的PDC刀具高频感应钎焊温度控制[J];金刚石与磨料磨具工程;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 任成高;申晓龙;胡佳英;;提高数控线切割加工聚晶金刚石材料效率的措施[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 徐国平;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];中南大学;2010年
2 王红波;基于硬岩钻进的胎体PDC取心钻头的研究[D];中国地质大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张菁;PDC抗冲击性能及结构参数优化研究[D];武汉理工大学;2011年
2 谢晓红;PDC取芯钻头切削齿磨损规律的研究[D];中南大学;2011年
3 牛犇;高频整流调压电路软开关技术及功率因数校正[D];河南科技大学;2010年
4 常杰;氩弧熔覆—注射金刚石复合涂层研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 战忠波;聚晶金刚石微细立铣刀的设计制造及其微细铣削试验[D];南京航空航天大学;2011年
6 陈铭;PCD螺纹铣刀的研制及生产应用[D];上海交通大学;2011年
7 李晓东;碳化钨颗粒/高锰钢基复合堆焊层组织及性能的研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
8 何春华;高频感应加热熔样过程的气泡去除与温度控制技术研究[D];吉林大学;2007年
9 汪哲能;有序化PDC刀具的制备及其切削性能研究[D];湖南大学;2009年
10 刘国兴;复合材料/钛合金装配制孔用PCD刀具的研制[D];大连理工大学;2009年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗伯诚,林锡刚,陈叔鑫;低温等离子复合技术川Ⅱ号包衣金刚石性能及应用[J];金刚石与磨料磨具工程;2000年05期
2 陈叔鑫,林锡刚,彭放,罗伯成;具有准梯度结构膜的金刚石性能研究[J];金刚石与磨料磨具工程;2001年02期
3 ;《金刚石与磨料磨具工程》2002年总目次[J];金刚石与磨料磨具工程;2002年06期
4 杨眉,刘清友,汤小文,黄本生;高温焊接金刚石技术[J];现代制造工程;2003年09期
5 方啸虎,郑日升,洪涌;金刚石连聚晶成因的理论分析[J];珠宝科技;2003年03期
6 岩井学,蒋修治;金刚石高速滑动研磨法的研究及应用[J];珠宝科技;2003年05期
7 ;《金刚石与磨料磨具工程》2004年总目次[J];金刚石与磨料磨具工程;2004年06期
8 姜荣超,陈欣宏,魏洪涛;技术创新在金刚石制品业中的重大作用(上)[J];超硬材料工程;2005年01期
9 沈洪敏,张竞敏,杨茂盛,黄文浩,葛瑞斯·张;金刚石室温疲劳现象和破坏机理[J];工具技术;2005年05期
10 陈思夫,于爱兵;用表面活化技术提高金刚石与镀层的结合性能[J];机械科学与技术;2005年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘志杰;张卫;万永中;王季陶;;氧原子在化学气相淀积金刚石过程中的作用[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
2 廖道达;陆德强;刘文燕;邱君苑;;金刚石锦上添花[A];2005年中国机械工程学会年会第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
3 郑云龙;杨志军;曾祥清;艾群;彭明生;;金刚石典型表面形貌的形成与环境意义[A];2012年全国矿物科学与工程学术研讨会论文集[C];2012年
4 王超;揭晓华;徐江;陶洪亮;魏菊;;双阴极等离子溅射金刚石显微结构研究[A];2013广东材料发展论坛——战略性新兴产业发展与新材料科技创新研讨会论文摘要集[C];2013年
5 郭宗山;;金刚石的成因与找矿[A];中国地质科学院矿床地质研究所文集(19)[C];1987年
6 乔培新;龙伟民;钟素娟;李胜利;;预合金粉末与金刚石的扩散连接[A];第十一次全国焊接会议论文集(第1册)[C];2005年
7 廖道达;陆德强;刘文燕;邱君苑;;金刚石锦上添花[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
8 刘鹏;谢水生;李木森;郝兆印;程开甲;;新型碳源高温高压合成及外延金刚石[A];中国有色金属学会合金加工学术委员会2008学术年会论文集[C];2008年
9 杨志军;彭明生;蒙宇飞;苑执中;张恩;;铁基合金-氢预处理石墨系高温高压合成金刚石的研究及其意义[A];中国矿物岩石地球化学学会第十届学术年会论文集[C];2005年
10 廖源;沈维康;王冠中;余庆选;马玉蓉;方容川;;掺氮气氛下CVD金刚石的场致发射特性研究[A];第九届全国发光学术会议摘要集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王艳辉;金刚石磨料表面镀钛层的制备、结构、性能及应用[D];燕山大学;2003年
2 杨志军;金刚石中氢的赋存状态研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2002年
3 周林;掺硫粉末体系中工业金刚石的高温高压合成[D];吉林大学;2008年
4 郭宏;空间低温用金刚石/铜复合材料的研究[D];北京科技大学;2015年
5 李丽;高温高压金刚石生长机理的价电子理论及热力学分析[D];山东大学;2008年
6 王美;基于生物传感器应用的掺硼金刚石电极共价修饰[D];山东大学;2009年
7 高峰;高品级超细颗粒金刚石的高温高压合成[D];吉林大学;2008年
8 郑仕健;空心金刚石微球制造与水下放电等离子体的初步研究[D];中国科学技术大学;2013年
9 苑泽伟;利用化学和机械协同作用的CVD金刚石抛光机理与技术[D];大连理工大学;2012年
10 李多生;大尺寸金刚石厚膜球冠制备机理与工艺研究[D];南京航空航天大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 袁婷;华北地台和扬子地台金刚石生长过程的差异性及意义[D];中国地质大学;2009年
2 刘向红;n型掺杂金刚石的第一性原理研究[D];山东大学;2011年
3 林克英;超细金刚石微粉的提纯及分级工艺研究[D];中国地质大学;2006年
4 霍思涛;硼掺杂钛基金刚石薄膜电极的制备研究[D];天津理工大学;2007年
5 张伦超;金刚石中的超导机理探讨[D];山东大学;2010年
6 李睿;不同镀覆条件下镀钛金刚石及其复合材料结构性能研究[D];燕山大学;2012年
7 黄海亮;含硼金刚石聚晶的高温高压合成及性能研究[D];吉林大学;2009年
8 张和民;掺硼细颗粒金刚石高温高压合成与研究[D];河南理工大学;2009年
9 苏莉;铁基触媒合成含硼金刚石的组织结构与性能分析[D];山东大学;2006年
10 陈孝洲;高温高压下掺S体系中金刚石的合成与研究[D];河南理工大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026