聚晶金刚石合成工艺毕业论文

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1、本文在高温高压条件下，以粒度为5μm的金刚石微粉为原材料，采用液相烧结法制备了聚晶金刚石拉丝模坯，分别研究了烧结温度和烧结时间对其微观结构以及力学性能的影响，最后探讨了PCD拉丝模坯材料的烧结过程和机理。结果表明：聚晶金刚石拉丝模坯的力学性能（磨耗比、维氏硬度）均随着烧结时间的增大先增加后降低，在烧结时间为180s时达到最大，烧结时间过短，其微观组织孔隙较大，烧结时间过长，金刚石石墨化严重；而在以烧结温度为变量的对比实验中发现，聚晶金刚石拉丝模坯的力学性能随着烧结温度的增加先变大后减小，在烧结温度为1550℃时达到最大，烧结温度过低，金刚石晶粒棱角分明，晶粒间隙较大，而烧结温度过高，晶

2、粒发生异常生长。所以，在压力为5.7GPa，温度为1550℃，烧结时间180s的条件下进行液相烧结得到的聚晶金刚石的力学性能最佳。关键词：高温高压；聚晶金刚石；微结构；力学性能ABSTRACTInthispaperthepolycrystallinediamondwassinteredunderhightemperatureandhighpressurewiththediamondpowders5umusingliquidsinteringmethodandtheeffectsofthesinteringtemperatureandsinteringtimetothemicrostru

3、ctureandthepropertiesofthepolycrystallinediamondwerestudied.TheresultsshowedthatthemechanicalpropertiesabrasionratioVickershardnessofpolycrystallinediamondwiredrawingdiematerialsincreasedwiththeincreasingofsinteringtimeandsinteringtemperaturefirstlyandthendecreasesandthemechanicalpropertiesabras

4、ionratioVickershardnessreacheditsmaximumwhenthesinteringtimewas180sand1550℃respectivelyandtheporesweremorelargerwhenthesinteringtimeistooshortandthediamondgraphitizationmoreseriouswhenthesinteringtimeistoolong；Thegrainangularandthegrainsgapwaslargewhenthesinteringtemperaturewastoolowwhileabnorma

5、lgraingrowthcouldbeoccurredwhenthesinteringtemperaturewastoohighThereforethepolycrystallinediamondswiththemostoutstandingperformanceweresinteredundertheconditionsofsinteringtime180sthepressure5.7GPathetemperature1550℃.Keywords：HighpressureandhightemperaturePolycrystallinediamondMicrostructuresMe

6、chanicalproperties目录1绪论11.1拉丝模概述11.2拉丝模分类及发展状况21.3拉丝模的孔型结构61.4拉丝模的破坏及磨损研究81.4.1拉丝模的破坏形式81.4.2拉丝模的磨损101.5聚晶金刚石拉丝模坯材料的发展及研究现状141.6研究目的及意义172实验过程及测试方法182.1实验材料及设备182.2PCD拉丝模的制备过程192.3实验测试方法与分析212.3.1扫描电镜及能谱分析212.3.2维氏硬度212.3.3磨耗比223PCD拉丝模芯的合成工艺研究243.1烧结时间对力学性能的影响243.1.1烧结时间对显微维氏硬度的影响243.1.2烧结时间对磨耗比

7、的影响263.2烧结温度对力学性能的影响273.2.1烧结温度对显微维氏硬度的影响283.2.2烧结温度对磨耗比的影响303.3PCD拉丝模坯的显微形貌及能谱分析313.3.1烧结时间对显微形貌的影响313.3.2烧结温度对显微形貌的影响323.3.3PCD拉丝模坯的能谱分析334PCD拉丝模坯高压烧结过程及机理354.1PCD拉丝模坯的烧结过程354.2PCD拉丝模坯的烧结机理365结论39参考文献40致谢42中国矿业大学（北京）2011届本