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交流阻抗谱检测金刚石复合片性能的研究

胡晓军  
【摘要】: 聚晶金刚石复合片不仅具有金刚石的高硬度和高耐磨性,由于硬质合金基体的原因,还具有抗冲击性能强的优点。金刚石复合片是以金刚石微粉为原料,WC硬质合金作为基体,通过特定的合成工艺在高温高压条件下烧结而成的一种超硬复合材料。现己从深井钻探的使用扩大到矿床勘探及机械加工等各个领域,复合片逐渐取代单晶金刚石成为超硬材料家族中最重要的一员。 由于配方和合成工艺不一样,导致金刚石复合片的性能各异。现有的金刚石复合片性能检测方法中,除了耐磨性检测,其它的检测都会对金刚石复合片产生破坏。另外,不同的厂家对其产品的检测方法也不尽相同,给复合片性能的定标带来了困难。如果能建立一套无损的而且容易被接受的检测方法,这些问题或许能得到很好的解决。 金刚石复合片性能的优与劣基本由烧结工艺和原料的配方决定。一般的,钴作为粘结剂加入到金刚石微粉之中,对金刚石复合片的性能有极大的影响。本文实验的对象是四组(每组有两个)不同钴含量的金刚石复合片,首次采用电检测与常规检测相结合的方法,致力于建立金刚石复合片的交流阻抗谱特征与其性能之间的联系。电检测采用交流阻抗谱的方法,常规检测主要是耐磨性和耐热性检测。 每个做阻抗谱测量的复合片事先做耐磨性的检测,获得相关数据之后,用LCR智能测量仪测定金刚石复合片在不同频率下的阻抗模值和相角,数据经过origin软件处理后描绘出交流阻抗谱图形,主要是Bode模图和Bode相角图。再将金刚石复合片置入马弗炉中加热,温度设定合适。最后再做耐磨性测量,获取耐热性数据。在本文最后,分析得出了和交流阻抗谱对应的等效电路,对电路中的每个元件拟合出了参数值,结合耐磨和耐热性的检测数据,得到了不同钴含量金刚石复合片的等效电路元件参数值的差别,这种差别可以体现复合片性能的差异。


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