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ZJ-6型d33/d31d/15建立超硬材料基礎知識大(dà)全庫

更新時(shí)間:2017-10-19  |  點擊率:2169

ZJ-6型d33/d31d/15壓電綜合測試儀建立超硬材料基礎知識大(dà)全庫

 

 

金剛石和(hé)立方氮化(huà)硼及以金剛石和(hé)立方氮化(huà)硼爲主要成分(fēn)的(de)聚晶、複合片。

 

2金剛石爲什(shén)麽不适合加工鐵基金屬材料:

 

 

由于金剛石在磨削高(gāo)溫下(xià)能與Fe基金屬材料發生化(huà)學作用(yòng),金剛石中的(de)碳與這(zhè)些元素發生作用(yòng),生成碳化(huà)物(wù),産生粘刀(dāo)顯現,使用(yòng)壽命縮短,加工質量下(xià)降,因此,金剛石不适合加工鋼材,包括普通(tōng)鋼和(hé)各種韌性合金鋼。 此類材料一般使用(yòng)CBN工具加工。

 

 

3超硬材料今後的(de)主要發展方向:

 

 

單晶合成

(采用(yòng)不同原料、不同的(de)高(gāo)溫高(gāo)壓合成設備和(hé)不同工藝,合成不同的(de)單晶産品)。

 

單晶分(fēn)選

(合成的(de)單晶産品,按照(zhào)顆粒形狀、粒度、堆積密度、雜(zá)質含量以及強度、韌度、耐熱(rè)性等性能指标的(de)不同進行分(fēn)選,從而分(fēn)爲不同的(de)單晶晶種)。

 

表面鍍覆

(經過分(fēn)選的(de)不同品種的(de)單晶,利用(yòng)化(huà)學鍍、電鍍、真空鍍等表面鍍覆)。

 

聚晶制造

(利用(yòng)金剛石單晶粉末或石墨粉以及适當的(de)金屬粉和(hé)非金屬粉等原材料,按照(zhào)适當的(de)配方,采用(yòng)相應的(de)工藝方法(高(gāo)壓高(gāo)溫燒結法或直接生長(cháng)法),制造具有不同的(de)形狀、規格、性能和(hé)用(yòng)途的(de)聚晶)。

 

薄膜生長(cháng)

(采用(yòng)在低壓條件下(xià)的(de)各種氣相沉積生長(cháng)法,制造具有特殊性能和(hé)較大(dà)尺寸的(de)金剛石薄膜或類金剛石薄膜)。

 

 

4人(rén)造金剛石合成基本方法:

 

 

動态高(gāo)壓法、靜态高(gāo)壓法、化(huà)學氣相沉積(CVD)--亞穩态生長(cháng)。

 

 

5靜壓觸媒法:

 

 

是指在金剛石熱(rè)力學穩定的(de)條件下(xià),在恒定的(de)高(gāo)壓高(gāo)溫和(hé)觸媒參與的(de)條件下(xià)合成金剛石的(de)方法。

 

 

6列舉金剛石的(de)主要優異性能:

 

 

zui大(dà)硬度、zui大(dà)熱(rè)導率、zui小壓縮率、zui寬透光(guāng)波段、耐腐蝕。

 

 

7金剛石結構的(de)電子結構和(hé)晶體結構:

 

 

電子結構:根據雜(zá)化(huà)理(lǐ)論,C原子在反應時(shí),激發一個(gè)2s電子到2pz軌道上去。一個(gè)s軌道和(hé)三個(gè)p軌道混合起來(lái),形成四個(gè)新軌道---sp3等價雜(zá)化(huà)軌道,每個(gè)sp3雜(zá)化(huà)軌道具有1/4的(de)s成分(fēn)和(hé)3/4的(de)p成分(fēn),形狀都相同,這(zhè)四個(gè)軌道的(de)對(duì)稱軸之間的(de)夾角都是109。28、。

晶體結構:在金剛石晶體中,每個(gè)C原子與相鄰的(de)四個(gè)C原子按照(zhào)等價的(de)sp3雜(zá)化(huà)軌道形成四個(gè)共價鍵。所有價電子都參與成鍵,晶體中沒有自由電子。

 

金剛石晶體是典型的(de)共價鍵晶體,具有共價鍵的(de)結構特性---方向性和(hé)飽和(hé)性。

 

因此金剛石的(de)硬度和(hé)熔點*,而且不導電。

 

 

8碳的(de) P-T 相圖(畫(huà)圖題)

 

 

 

9金剛石生長(cháng)的(de)溫度梯度法(描述加畫(huà)圖)

 

 

溫度梯度法是在高(gāo)溫高(gāo)壓條件下(xià),石墨轉化(huà)爲金剛石并溶于觸媒中,在一定溫度梯度驅動下(xià)擴散并在晶種上開始生長(cháng)。即由于溫度的(de)不同,金剛石将由高(gāo)溫處的(de)高(gāo)濃度區(qū)向低溫處的(de)低濃度區(qū)擴散,并在低溫晶種處結晶析出。溫度梯度法的(de)生長(cháng)驅動力(過剩溶解度)與軸向溫度梯度正比。

 

 

10金剛石的(de)晶形與生長(cháng)區(qū)域的(de)關系圖

 

 

 

 

 

 

11靜壓觸媒法合成金剛石

 

 

 

靜壓觸媒法合成金剛石用(yòng)的(de)原材料,主要包括以下(xià)三種:作爲碳源的(de)石墨;作爲觸媒的(de)過渡金屬及其合金;作爲傳壓和(hé)密封介質的(de)葉臘石。

材料選擇原則:石墨材料的(de)選擇原則:

(1) 較高(gāo)石墨化(huà)度(90%左右);

(2) 較高(gāo)密度,有一定氣孔率,且氣孔分(fēn)布均勻(28%左右) ;

(3) 純度高(gāo),有害雜(zá)質盡可(kě)能消除。灰分(fēn)在0.02%以下(xià)。

觸媒材料的(de)選擇原則:Fe 、Ni、Mn、Co、Cr等元素及其合金,是合成金剛石zui基本、zui有效的(de)觸媒。其中添加B、Cu、Zn、Nb等元素,可(kě)賦予金剛石以特殊性能,如半導體特性;添加B、Ti則得(de)藍色金剛石,耐熱(rè)性高(gāo);添加少量V、W有利于顆粒長(cháng)大(dà)。另外希望成本低,易加工成型。

 

國内曾經使用(yòng)的(de)觸媒有:Ni70Mn25Co5,Ni40Mn30Fe30等,目前,zui常用(yòng)的(de)觸媒爲FeXNi1-X,同時(shí)添加少量其他(tā)元素。

 

 

12三除法金剛石提純:

 

 

除金屬、除石墨、除葉臘石。

 

 

13超硬材料化(huà)學鍍:

 

 

化(huà)學鍍是指借助于合适的(de)還(hái)原劑使溶劑中的(de)金屬離子被還(hái)原爲金屬狀态,并沉積在基體表面上的(de)一種鍍覆金屬的(de)方法。

 

 

14電鍍定義

 

 

是在電流作用(yòng)下(xià)的(de)氧化(huà)還(hái)原過程。電鍍的(de)基本過程是,保持一定的(de)pH值、溫度等條件,在直流電作用(yòng)下(xià),陽極發生氧化(huà)反應,金屬銅失去電子,成爲銅離子進入溶液;同時(shí),陰極發生還(hái)原反應,銅離子在陰極上得(de)到電子,還(hái)原爲金屬銅。

 

 

15金剛石微粉的(de)定義:

 

 

按照(zhào)現行國家标準GB/T7991-1997的(de)規定,粒度等于或細于54μm的(de)金剛石粉,稱爲金剛石微粉。

 

 

16金剛石微粉的(de)主要應用(yòng):

 

 

⑴ 直接被使用(yòng)或制成研磨膏

⑵ 作爲制造大(dà)顆粒聚晶的(de)原料

⑶ 将微粉鍍在某些工件表面上以增加其耐磨性

⑷ 微粉有時(shí)也(yě)可(kě)用(yòng)于制造研磨用(yòng)的(de)電鍍磨具。

 

 

17金剛石聚晶及人(rén)造金剛石聚晶的(de)三種方法:

 

 

金剛石聚晶(PCD):是泛指由許多(duō)細晶粒(0.1~100μm)金剛石在高(gāo)溫高(gāo)壓下(xià)聚結而成的(de)一類超硬材料産品。

 

人(rén)造金剛石聚晶按照(zhào)燒結機理(lǐ)分(fēn)爲3個(gè)類型:

燒結型(S-型)(聚晶是以金剛石細粉爲原料,在有添加劑或無添加劑和(hé)高(gāo)溫高(gāo)壓條件下(xià),使之燒結而成的(de)塊狀聚結體,其結構與卡布那多(duō)相似,晶粒排列無序、無方向性、無解理(lǐ)面。)

 

生長(cháng)型(G-型)(聚晶是以石墨爲原料,在觸媒參與和(hé)高(gāo)溫高(gāo)壓條件下(xià),使之轉變成多(duō)晶金剛石。因爲在合成過程中伴有成核、生長(cháng)過程,故稱之爲生長(cháng)型。)

 

生長(cháng)-燒結型(G-S)(聚晶是以金剛石和(hé)石墨爲原料,在觸媒的(de)參與和(hé)超高(gāo)溫高(gāo)壓條件下(xià),石墨(包括部分(fēn)逆轉化(huà)的(de)石墨)向金剛石轉化(huà)過程之中,與原有金剛石交互生長(cháng)在一起,這(zhè)種結合方式的(de)多(duō)晶體,稱之爲生長(cháng)-燒結型聚晶。)

 

 

18膜生長(cháng)法

 

 

在磨料級金剛石的(de)生長(cháng)過程中,由于在金剛石晶體外側包有一層薄薄的(de)(~100μm)金屬膜(介于金屬兩側的(de)分(fēn)别是石墨和(hé)金剛石),通(tōng)常也(yě)将磨料級金剛石生長(cháng)方法稱之爲膜生長(cháng)法(FGM)。

 

 

19合成金剛石對(duì)反應容器的(de)要求:

 

 

(1) 傳壓性能良好;

(2) 密封性能良好;

(3) 絕緣性能良好;

(4) 隔熱(rè)性能良好;

(5) 熱(rè)穩定性好;

(6) 化(huà)學穩定性好;

(7) 機械加工性能良好。

 

 

20六面頂壓機

 

 

國産六面頂壓機合成金剛石的(de)合成棒中壓力和(hé)溫度的(de)分(fēn)布規律

 

合成棒中溫度分(fēn)布規律:

沿軸線方向,兩端溫度低于中間;沿直徑方向,外圍溫度低于内部。合成棒的(de)中心部位溫度zui高(gāo)。軸向和(hé)徑向均存在溫度梯度。溫度梯度的(de)數值可(kě)能達到15~25℃/mm。

 

合成棒中壓力分(fēn)布規律:

沿軸線方向,兩端壓力高(gāo),中間壓力低;沿直徑方向,外圍壓力高(gāo),内部壓力低。合成棒的(de)中心部位壓力zui低。軸向和(hé)徑向均存在壓力梯度。壓力梯度可(kě)達0.1~0.2MPa。

 

 

21粉碎法

 

 

人(rén)造金剛石微粉絕大(dà)部分(fēn)(90%以上)是以靜壓觸媒法制造的(de)粗粒度金剛石爲原料,經過球磨破碎、粉碎等工序加工而成。是國内外普遍采用(yòng)的(de)微粉生産方法,可(kě)稱爲靜壓合成-球磨粉碎法,簡稱粉碎法。

 

 

22超硬材料的(de)用(yòng)處

 

 

(1)磨具

金剛石磨具主要用(yòng)于下(xià)列材料的(de)研磨、抛光(guāng)或切割:硬質合金、陶瓷及耐火材料、玻璃、石墨、寶石、有色金屬材料及非金屬材料等。

 

CBN磨具主要用(yòng)作各種高(gāo)速鋼、軸承鋼、鑄鐵、不鏽鋼、耐磨塗層、高(gāo)溫合金等難磨材料的(de)磨加工和(hé)抛光(guāng)。

(2)刀(dāo)具(包括薄膜塗層刀(dāo)具)

金剛石刀(dāo)具主要用(yòng)于各種非金屬材料及有色金屬材料的(de)車、銑、镗、鑽等工序,如玻璃鋼、硬塑料、橡膠、建築材料、碳纖維、陶瓷、耐火材料、銅、鋁基複合材料及合金等。

 

CBN刀(dāo)具主要用(yòng)于淬火鋼、冷(lěng)硬鑄鐵、不鏽鋼、高(gāo)溫合金、耐磨塗層等材料的(de)加工。

(3)鑽具

用(yòng)于地質、石油、煤田、工程施工等的(de)勘探和(hé)采掘。

 

(4)鋸切工具

主要用(yòng)于石材、建築材料、陶瓷、耐火材料、電碳制品、半導體、寶石、木(mù)材等的(de)切割;也(yě)用(yòng)于馬路、機場(chǎng)跑道、建築構件的(de)切槽和(hé)切斷。

 

(5)拉拔工具

用(yòng)于拉拔下(xià)列金屬材料的(de)絲材及線材,鎢、钼、銅、鋁、不鏽鋼、鍍鋅鋼、鋼以及合金等。

(6)修整工具

用(yòng)于普通(tōng)磨具的(de)成型修整、整形、修銳等

 

(7)其它工具

用(yòng)于硬質合金模具、量具刃具加工的(de)手工工具,還(hái)有玻璃刀(dāo)、醫用(yòng)工具、壓砧及壓頭等。

 

我們爲你提供材料表征測量的(de)一系列産品:

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*表征:壓電材料d33測量儀

1ZJ-3型壓電測量儀

2ZJ-4d33測量儀

3ZJ-5型積層壓電測試儀

4ZJ-6型靜壓電d33/d31/d15測量儀

5ZJ-7型高(gāo)溫壓電測試儀

 

★壓電極化(huà)裝置

 

1PZT-JH10/4壓電極化(huà)裝置(10KV以下(xià)壓電陶瓷同時(shí)極化(huà)1-4片)

2PZT-JH10/8壓電極化(huà)裝置(10KV以下(xià)壓電陶瓷同時(shí)極化(huà)1-8片)

3、PZT-JH20/8高(gāo)壓電極化(huà)裝置(20KV以下(xià)壓電陶瓷同時(shí)極化(huà)1-8片)

4PZT-FJH20  /3高(gāo)壓真空,空氣極化(huà)裝置(20KV以下(xià)壓電陶瓷及壓電薄膜1-3片試樣)

 

    壓電制樣裝置

 

1、ZJ-D33-YP15壓電陶瓷壓片機(壓力範圍: 0--15T0-24T0-30T0-40T2

2、ZJ-D33-SYP30電動型壓電陶瓷壓片機(壓力範圍: 0--15T0-24T0-30T0-40T

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第二表征  鐵電材料測量系統及電滞回線測量系統

 

1ZT-4C型綜合鐵電測量系統

2、JKZT-10A鐵電材料綜合參數測試儀

3、JKGT-G300高(gāo)溫鐵電材料測量系統

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第三表征   熱(rè)電材料分(fēn)析測量系統及塞貝克系數測試儀

1BKTEM-Dx熱(rè)電性能分(fēn)析系統

2、BKTEM-Dx熱(rè)電器件性能分(fēn)析系統

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第四表征 介電材料測試系統

 

1、            常溫介電測量系統,常溫介電材料測試儀

2、            高(gāo)溫介電測量系統,高(gāo)溫介電材料測試裝置

 

 

 

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第四表征磁性材料測試系統