CuSn15和Fe对无压烧结金刚石工具胎体性能的影响

铝合金的钎焊工艺

（ 二 〇 一 三 年 十 二 月 本科科研训练论文 题 目：铝合金的钎焊工艺 学生姓名：/// 学 院：材料科学与工程 系 别：材料成型及 控制工程 专 业：材料成型及控制工程 班 级：材///班 指导教师：///

内蒙古工业大学本科科研训练论文 摘要 焊接是制造业的重要组成部分，应用广泛，发展迅速，在制造行业占有重要的地位。我国是世界产钢、用钢大国，也是焊接大国。随着高新技术和新工艺的不断出现，机械制造、安装、维修业也逐步向精细方向发展，对焊接技术的要求也越来越高。近几年来，焊接的使用量迅速增加；焊接机械化自动化技术改造加快；焊接自动化率快速提高。钎焊是用比母材熔点低的金属材料作为钎料，用液态钎料润湿母材和填充工件接口间隙并使其与母材相互扩散的焊接过程，这篇论文对钎焊焊接前的准备和焊接方法的做了设计，介绍了焊接所需的钎料和钎剂，给出了钎接接头形式以及接头的质量检测方法，在钎焊操作中应该注意的安全问题。 关键词:焊料，焊剂，钎焊接头，钎焊装置，钎焊气体

Abstract Welding is an important part of the manufacturing industry, widely used, rapid development in the manufacturing industry occupies an important position. China is the world steel production, steel big country, but also the welding power. With the emergence of high-tech and new technology, machinery manufacturing, installation and maintenance industry is also gradually to the fine direction of welding technology requirements are also increasing. In recent years, the rapid increase in the amount of welding; welding mechanization and automation to accelerate technological innovation; welding automation rate rapidly increased. Brazing with a lower melting point than the base metal material is used as brazing filler metal, wetted with a liquid base material and the solder filling the gap and the interface to the work piece during welding and the base material inter diffusion, the paper prior to brazing welding preparation and welding methods to do the design, introduces the required solder and soldering flux, solder joints is given in the form of joint detection methods and the quality of the brazing operation should p ay attention to security issues. Key words: Solder, Flux, Solder joints, Soldering equipment, Soldering gas

六方氮化硼陶瓷材料的性质和用途

六方氮化硼（HBN）陶瓷的性质和用途 六方氮化硼是使用最普遍的氮化硼形态，为松散、润滑、易潮湿的白色粉末，真密度 2.29g/cm 3.，和石墨的晶体结构比较相近，为类似石墨的层状结构。 机械性能上，HBN是一种软性材料，莫氏硬度2，机械强度低但比石墨高。由于BN晶体的 类石墨层状结构，由片状晶体热压成型的致密HBN瓷体具有一定程度的定向排列，这种微 观组织使HBN制品的某些性能具有较明显的各向异性特性。热压HBN的机械性能在平行 于受压方向的强度比垂直于受压方向的强度大（见表1）。 表 1 HBN陶瓷的机械强度及其与石墨和Al2O3的对比 HBN 石墨Al2O3 平行方向垂直方向 抗压强度/MPa 315 238 35~80 1200~1900 抗弯强度/MPa 60~80 40~50 15~25 220~350 六方氮化硼热膨胀系数低，热导率高，所以抗热震性优良，在1200~20℃循环数百次也不破坏。无明显熔点，在0.1MPa氮气中于3000℃升华。在氮气气氛中最高使用温度2800℃， 在氧气气氛中的稳定性较差，使用温度900℃以下。表2为HBN和几种低热膨胀系数陶瓷 性能的比较。从表中可以看出，HBN的热膨胀系数相当于石英，但其热导率却为石英的10倍。 表2 HBN和其它材料的热性能 HBN BeO Al2O3滑石瓷ZrO2石英玻璃氟树脂 最高使用温度/℃900（氧气） 2800（氮气） 2000 1750 1100 2000 130 25 热导率[(w/m.k)] 25.1 255.4 25.1 2.51 2.09 1.67~4.19

六方氮化硼是热的良导体，又是典型的电绝缘体。常温电导率可达1016~1018Ω. cm ，即使在 1000℃，电阻率仍有1014~106Ω. cm 。HBN 的介电常数3~5。，介电损耗为（2~8）×10-4，击穿强度为Al 2O 3的两倍，达30~40kV/mm 。 HBN 有优良的化学稳定性。对大多数金属熔体，如钢、不锈钢、Al 、Fe 、Ge 、Bi 、Cu 、Sb 、Sn 、In 、Cd 、Ni 、Zn 等既不润湿又不发生作用。因此，可用作高温热电偶保护套，熔化金属的坩埚、器皿、输送液体金属的管道，泵零件、铸钢的模具以及高温电绝缘材料等。 六方氮化硼（HBN ）具有较高的热导率、低的介电常数和介电损耗、可靠的电绝缘性能、低的热膨胀系数、良好的抗热震性能、优异的加工性能、对大多数金属不浸润、质轻、透微波和红外线、非常高的耐热性等优异性能，是一种重要的宇航材料，在运载火箭、飞船、导弹、卫星等飞行器无线电系统中得到了广泛应用。 热膨胀系数/10-6℃-1 0.7（⊥） 7.5（∥） 7.8 8.6 8.7 10.0 6.5

金刚石烧结制品重点

金刚石烧结制品重点公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

简答题： 1.什么叫做比表面比表面与颗粒的哪些性质有关 2.论述影响松装密度、流动性和压制性的因素及之间的关系. 3..叙述压坯密度与压制压力之间的变化规律. 4.叙述再结晶与晶粒长大的动力学过程. 5.为什么金属结合剂的金刚石制品常常采用热压烧结 6.叙述液相烧结过程. 7.简述结合剂的组成性能与加工材质和加工方式的关系. 8.叙述金属结合剂的对金刚石烧结制品使用性能的影响。 9.需制造某种磨具5片，已知磨具的单片质量为530克，所选用的结合剂成分配比(质量分数%)为Cu78Sn12Ag7Zn3,外加石墨1%。求各种粉末的用量。(设投料系数为 10．如何判断混合结合剂后，其是否混合均匀 11.结合剂贮存应注意什么 12.磨具产品的测试主要有哪些内容 13.简要列出配方设计的试验工作的一般程序。 14.已知非金刚石层体积和金刚石层体积分别为：Vi=13.56cm3， V=12.35cm3。采用冷压成型工艺，结合剂成型密度的γ=7.5g/cm3 ，金刚石浓度为100％。求金刚石用量和结合剂用量（包括非金刚石层的结合剂用量）。 15.叙述热压法工艺特点为。

16.冷压烧结过程中500℃的保温阶段坯体内主要发生什么变化为什么此阶段十分重要 17.冷压烧结时，冷却阶段对最终产品的性能有什么影响 18.如果金刚石磨具出现废品时，通过镜下观察发现其组织结构不均匀，在实际生产中，我们应从哪几个方面分析其产生的原因。 19.叙述金刚石在切割过程中磨损情况。 20.根据切割工件材料特点对选择金刚石和结合剂有什么要求。 21.对于长为40mm,高为5mm,厚为4mm的节块，计算1000个节块金刚石用量、金刚石层结合剂用量、过渡层料的用量。假设成型密度为 8.89g/cm3，金刚石的浓度按50％计算。 22.选择焊料一般要满足什么样的要求。 23.写出一般金刚石锯片制造工艺流程 24.叙述锯片开刃过程。 25.在制造金刚石钻头时，调整胎体硬度的方法主要有哪些 26.为什么说钻头胎体的硬度选择在使用过程中起着重要的作用。 27、壁薄工程钻头对胎体材料有什么特殊要求。 28、叙述比表面积对金属粉末性质的影响。 30、在粉末受压制时，粉末在压力下主要发生哪些变形，各有什么特点，其对压制时的密度产生什么样的影响。 31、压制后坯体的密度会产生不均匀的现象的原因是什么，如何减少坯体其密度不均匀性。 32、在压制工艺过程中，一般都设定一段保压时间，为什么

金刚石工具分类及属性

金刚石工具的分类及属性 Diamond Tools 金刚石工具是指用结合剂把金刚石（一般指人造金刚石）或者立方氮化硼制作成一定形状、结构、尺寸，并用于加工的工具产品。金刚石工具如果按照用途分，可以分为金刚石磨削工具、金刚石锯切工具、金刚石刀具、金刚石钻探工具、修整工具和拉丝模等。在上一篇《超硬磨具的分类及属性》中，这里把超硬磨具也就是金刚石磨削工具独立出来了，其余的归入本分类中。以下是详细的分类及属性。

如图1所示，金刚石工具目前在这里被分为9个二级分类和24个三级分类。针对产品数量众多的产品，比如金刚石锯片和，金刚石绳锯、线锯和金刚石刀具等添加了属性，对于数量少的目前只给出了商标和型号两个属性，具体如下： 一、Diamond Saw Blades 金刚石锯片 金刚石锯片一般是指金刚石圆锯片（Circular Saw Blades ），但金刚石带锯（Band Saw

Blades ）和金刚石排锯（Gang Saw Blades ）也应归属于金刚石锯片。金刚石锯片是一种切割工具，广泛应用于石材，陶瓷等硬脆材料的加工。金刚石锯片主要由两部分组成；基体与刀头。基体是粘结刀头的主要支撑部分，而刀头则是在使用过程中起切割的部分。金刚石锯片可以按照工艺分，也可按照外观或者应用分类。在本文，这些被作为属性来定义一款金刚石锯片。 Style 外观：Continuous Rim 连续式、Contour Blade 轮廓切割、Ring Saw 环锯片、Segmented 节块式、Turbo 涡轮形、Tuck Point 开槽片、Other； Weld Type 工艺：Sintered 烧结、Brazed 焊接、Laser Brazed 激光焊接、Electroplated 电镀、Other； Diameter 直径：收集了100mm-900mm的常见金刚石锯片直径供用户选择；Sawing Condition 应用环境：Dry 干切、Wet 湿切、Wet / Dry 干湿两用；Concentration 浓度：200%、150%、125%、100%、75%、50%、25% Materials Sawed 应用材料：Asphalt 沥青、Brick 砖块、Concrete 混凝土、Granite 花岗岩、Glass 玻璃、Marble 大理石、Porcelain 瓷器、Refractory 耐火材料、Stone 石头、Slate 石板、Tile 瓷砖、Universal 通用、Other 应用材料属性可以让供应商选择多个，但我们不建议每次都全选，可以根据实际情况选择，如果适用于多种材料，建议直接选择Universal 通用。 金刚石带锯和排锯目前没有太多的属性，我们会根据情况增加。 二、Diamond Wire 金刚石绳锯、线锯 金刚石绳锯和金刚石线锯的英语都是Diamond Wire，金刚石绳锯一般用于花岗岩、大理石等石材或是混凝土的切割；金刚石线锯也称为金刚线，是指利用电镀工艺或树脂结合的方法，将金刚石磨料固定在金属丝上。线锯一般用于晶体，比如单晶硅硅棒、蓝宝石晶棒开方

一烧结基本原理

一、烧结 （1）、烧结基本原理 烧结是粉末冶金生产过程中最基本的工序之一。烧结对最终产品的性能起着决定性作用，因为由烧结造成的废品是无法通过以后的工序挽救的；相反，烧结前的工序中的某些缺陷，在一定的范围内可以通过烧结工艺的调整，例如适当改变温度，调节升降温时间与速度等而加以纠正。 烧结是粉末或粉末压坯，加热到低于其中基本成分的熔点温度，然后以一定的方法和速度冷却到室温的过程。烧结的结果是粉末颗粒之间发生粘结，烧结体的强度增加。在烧结过程中发生一系列物理和化学的变化，把粉末颗粒的聚集体变成为晶粒的聚结体，从而获得具有所需物理，机械性能的制品或材料。烧结时，除了粉末颗粒联结外，还可能发生致密化，合金化，热处理，联接等作用。人们一般还把金属粉末烧结过程分类为：1、单相粉末（纯金属、古熔体或金属化合物）烧结；2、多相粉末（金属—金属或金属—非金属）固相烧结；3、多相粉末液相烧结；4、熔浸。 通常在目前PORITE微小轴承所接触的和需要了解的为前三类烧结。通常在烧结过程中粉末颗粒常发生有以下几个阶段的变化：1、颗粒间开始联结； 2、颗粒间粘结颈长大； 3、孔隙通道的封闭； 4、孔隙球化； 5、孔隙收缩； 6、孔隙粗化。 上述烧结过程中的种种变化都与物质的运动和迁移密切相关。理论上机理为：1、蒸发凝聚；2、体积扩散；3、表面扩散；4、晶间扩散；5、粘性流动；6、塑性流动。

（2）、烧结工艺 2-1、烧结的过程 粉末冶金的烧结过程大致可以分成四个温度阶段： 1、低温预烧阶段，在此阶段主要发生金属的回复及吸附气体和水分的挥发，压坯内成形剂的分解和排除等。在PORITE微小铜、铁系轴承中，用R、B、O（Rapid Burning Off）来代替低温预烧阶段，且铜、铁系产品经过R、B、O 后会氧化，但在本体中可以被还原，同时还可以促进烧结。 2、中温升温烧结阶段，在此阶段开始出现再结晶，首先在颗粒内，变形的晶粒得以恢复，改组为新晶粒，同时颗粒表面氧化物被完全还原，颗粒界面形成烧结颈。 3、高温保温完成烧结阶段，此阶段是烧结得主要过程，如扩散和流动充分地进行和接近完成，形成大量闭孔，并继续缩小，使得孔隙尺寸和孔隙总数均有减少，烧结体密度明显增加 4、冷却阶段：实际的烧结过程，都是连续烧结，所以从烧结温度缓慢冷却一段时间然后快冷，到出炉量达到室温的过程，也是奥氏体分解和最终组

中心建设方案内容

中心建设方案内容 １、建设单位概况（企业规模、人数、科技人员总数，主要生产产品及其水平、市场占有率、在本行业地位，上年产值、税收、利润情况等）。 一、企业的基本情况 1．企业经营管理等基本情况，（包括所有制性质、职工人数、企业总资产、资产负债率、银行信用等级、销售收入、利润、主导产品及市场占有率、研发来源等）。 Xxx有限公司创建于1987年，是一家民营企业。1987-2007年间主要以生产螺丝批为主，产品研发附加值低，属于劳动密集型产业。2007年后涉足粉末冶金行业，实现从生产螺丝批的传统企业向集研发、生产、销售水雾化钢铁粉末为一体的高新研发企业的转型升级。企业与中南大学建立了产、学、研联合体，成立了Xxx 水雾化粉末高新研发研究开发中心，其占地面积800平方米，固定资产700万元，拥有中频试验熔炼炉、滤波补偿装置等仪器设备，可从事稀土功能材料等方面的研究，企业每年以不少于销售收入5%的经费用于研发，相继开发水雾化稀土钢铁粉、水雾化焊条用稀土钢铁粉、水雾化稀土低合金钢粉等一批新产品，形成了核心了研发，已申报“一种水雾化稀土钢铁粉末合金及生产方法”、“一种高效水雾化焊条用稀土铁粉末合金及生产方法”等2项发明专利,并显现出良好的经济效益和社会效益，2008年企业实现工业总产值12235万元，其中，高新研发产品产值7973万元，占总产值65%。 2007年成立Xxx公司,采用国内先进设备和吸收国际先进制粉研发,专业生产水雾化纯铁粉系列,主要产品有水雾化纯铁粉系列、预合金钢粉系列和扩散型合金钢粉系列等,产品质量稳定可靠,性能卓越,各项研发指标达到国际先进水平。公司占地面积80余亩，现有员工157人，其中中高级研发人员24多人；公司拥有先进的专业化设备和精良的检测设备，从而具备较强的研发开发和生产能力。公司于2000年通过ISO9001-2000质量管理体系认证，2003年通过德国GS产品质量认证。产品远销欧美、东南亚等四十个国家和地区，并深受用户的好评。 公司本着“以诚致信、追求卓越”的企业宗旨，“团结奋进、开拓创新、至全服务、求实发展”的经营理念，真诚期待与国内外客户的合作，共谋发展。 2008年销售额12235亿元，利润709万元，资产6410万元。公司在杭州设

六方氮化硼微片详细性能参数

六方氮化硼微片性能参数 六方氮化硼微片性能参数，大部人可能都不大了解。那什么是氮化硼？氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体（BN）,其化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮。氮化硼按晶型分，氮化硼被分为六方氮化硼、立方氮化硼、菱方氮化硼和纤锌矿氮化硼。下面就由先丰纳米简单的介绍六方氮化硼微片性能参数。 六方氮化硼性能参数： 1、高耐热性：3000℃升华，其强度1800℃为室温的2倍，1500℃空冷至室温数十次不破裂，在惰性气体中2800℃不软化。 2、高导热系数：热压制品为33W/M.K和纯铁一样，在530℃以上是陶瓷材料中导热最大的材料。 3、低热膨胀系数：2×10-6的膨胀系数仅次于石英玻璃，是陶瓷中最小的，加上其具有高导热性，所以抗热震性能很好。 4、优良的电性能：高温绝缘性好，25℃为1014Ω-cm,2000℃还可以达到103Ω-cm,是陶瓷中的高温绝缘材料，介电常数为4，可透微波和红外线。 5、良好的耐腐蚀性：与一般金属（铁、铜、铝、铅等）、贵重金属，半导体材料（锗、硅、砷化钾），玻璃，熔盐（水晶石、氟化物、炉渣）、无机酸、碱不反应。 6、低的摩擦系数：U为0.16，高温下不增大，比二硫化钼，石墨耐高温，氧化气氛可用到900℃，真空下可用到2000℃。 7、高纯度含硼高：其杂质含量小于10PPM，而含硼大于43.6%。

8、可机械加工性：其硬度为莫氏2，所以可用一般机械加工方法加工成精度很高的 零部件制品。 如果想要了解关于更多的六方氮化硼内容，欢迎立即咨询先丰纳米公司。 先丰纳米是江苏先进纳米材料制造商和技术服务商，专注于石墨烯、类石墨烯、碳纳 米管、分子筛、黑磷、银纳米线等发展方向，现拥有石墨烯粉体、石墨烯浆料和石墨烯膜 完整生产线。 自2009年成立以来一直在科研和工业两个方面为客户提供完善服务。科研客户超过 一万家，工业客户超过两百家。 南京先丰纳米材料科技有限公司2009年9月注册于南京大学国家大学科技园内，现 专注于石墨烯、类石墨烯、碳纳米管、分子筛、银纳米线等发展方向，立志做先进材料及 技术提供商。 2016年公司一期投资5000万在南京江北新区浦口开发区成立“江苏先丰纳米材料科技有限公司”，建筑面积近4000平方，形成了运营、研发、中试、生产全流程先进纳米 材料制造和技术服务中心。现拥有石墨烯粉体、石墨烯浆料和石墨烯膜完整生产线，2017年年产高品质石墨烯粉末50吨，石墨烯浆料1000吨。 欢迎广大客户和各界朋友莅临我司指导！欢迎电话咨询或者登陆我们的官网进行查看。

金属结合剂金刚石工具烧结技术的研究

金属结合剂金刚石工具烧结技术的研究 金刚石工具被誉为“工业的牙齿”，以其无与伦比的优异性能和不可替代性成为当今公认的、必不可少的硬脆材料加工用超硬材料工具。传统电阻式热压法制造金属结合剂金刚石工具生产周期短、工艺调整简单，但存在固有的弊病和缺陷，其中最为根本的问题是：烧结过程能耗高，工具的质量稳定性差，使用性能水平低。 本文在总结热压烧结理论的基础上，选用Co-Cu-Sn粉末作为金刚石工具胎体，围绕金属结合剂金刚石工具烧结技术进行研究。获得如下结论：（1）论文首先对同一配方采用HP、C-HP和HIP烧结工艺制备金属结合剂金刚石工具，并对工艺参数进行了优化，其最佳烧成温度、保温时间、施压条件分别为：760℃、4min、35MPa，770℃、90min、30MPa，780℃、60min、80MPa。 （2）在优化工艺条件下，制备WD试样、HD试样和试切用锯片。研究结果表明：HP工艺烧结时间短，但温度场分布不均，烧结试样孔洞较多，易出现金刚石烧蚀现象，杂质氧化物会阻碍金属原子的迁移与扩散，甚至成为裂纹源；C-HP 工艺温度场均匀，还原气氛能有效活化金属原子，促进致密化；HIP工艺能显著降低烧结组织的气孔率，细化晶粒，试样断面出现类似于塑性断裂的浅韧窝特征，胎体对金刚石的包镶状况良好，其试样综合力学性能最佳。 （3）Co-Cu-Sn胎体和金刚石节块的烧结均属于以固相烧结为主的瞬时液相烧结，其致密化过程包括吸附气体的解吸与逸出、金属颗粒表面氧化物的还原、液相的形成与消失、不同组元的扩散与合金化等阶段。三种烧结技术所获得的胎体试样物相组成均为Cu5.6Sn和α-Co，HIP试样结晶最佳。 （4）试切结果表明：HIP锯片的优势主要表现在使用寿命上，其寿命较HP

氮化硅陶瓷材料

氮化硅陶瓷材料 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

摘要氮化硅陶瓷是一种具有广阔发展前景的高温、高强度结构陶瓷，它具有强度高、抗热震稳定性好、疲劳韧性高、室温抗弯强度高、耐磨、抗氧化、耐腐蚀性能好等高性能，已被广泛应用于各行各业。本文介绍了氮化硅陶瓷的基本性质，综述了氮化硅陶瓷的制备工艺和国内外现代制造业中的应用，并展望了氮化硅陶瓷的发展前 景。

Abtract：Silicon nitride ceramic is a broad development prospects of high temperature, high strength structural ceramics, it has high strength, thermal shock stability, high temperature fatigue toughness, high bending strength, wear resistance, oxidation resistance, corrosion resistance and good performance of high performance, has been widely used in all walks of life. This paper introduces the basic properties of silicon nitride ceramics, reviews the fabricating technique of silicon nitride ceramics at home and abroad and modern manufacturing industry in the application, and looks forward to the development prospect of silicon nitride ceramics.

珩磨油石基础知识

珩磨油石基础知识 过去的几十年里，在机械制造行业中，磨削工艺得到了非常广泛的应用，随着零件精度地不断提高，外圆内孔研磨和珩磨等精加工工艺越来越多被各种零件的制造商采用，因此， 要比较好地完成珩磨加工，选择合适的磨料是非常重要的，磨料选择的一个基本准则就是磨料的硬度要高于被加工材料的硬度。 自然界中最坚硬的材料为金刚石，以下依次为氮化硼、碳化硼、碳化硅、氧化铝、天然刚玉、黄玉和石英，其中金刚石、立方氮化硼、碳化硅和氧化铝磨料是最为常用的，图为这四种磨料在硬度上的排列顺序。 淬火后硬钢的硬度值没有显示在本图中，一般为1600。 金刚石、立方氮化硼称为超级磨料；氧化铝、碳化硅称为普通磨料（或传统磨料）。 首先介绍的是氧化铝磨料，氧化铝磨料是从矾土中通过化学方法提炼出来的，大块的氧化铝用机械进行破碎，破碎后的颗粒按照粒度和形状标准严格分级。按照纯度和颗粒形状的不同主要分为四种： 白色氧化铝：氧化铝的含量99%，外形比较尖锐，晶体间结合力比较弱，脆性比较高。由于这些特点，白色氧化铝磨料比较适合磨削碳含量较高的硬钢和热敏感度较高的合金钢，硬度HRC62以上，能够得到比较好的切削性能和好的孔形，但是白色氧化铝磨损也是非常快速的。白色氧化铝还能够应用于不同铸铁缸体的精加工，应用机理是利用白色氧化铝锋利的切削刃，在较低的切削力下产生比较好的切削效果，获得良好的孔形精度，减少由于铸件内壁不均匀导致的珩磨中不规则的零件变形。 紫色氧化铝：含94-97%氧化铝和1.5%铬，晶体形状平整一点，同时由于铬的存在晶体间结合力有了增强，所以有一定耐磨性。紫色氧化铝磨料并不常用。非常适用于HRC60左右碳钢合金钢零件的珩磨。 红色氧化铝：92%-96%氧化铝加入3%的铬烧制而成，晶体形状较规则，脆性降低，耐磨性增强，比白色氧化铝更坚硬，切削能力有所下降。 棕色氧化铝：96%氧化铝，棕色是因为除氧化铝外其他成分如Na、K等，晶体形状规则，晶体组织坚硬脆性很低，适用于大多数钢材料重型零件的重负载条件下大余量珩磨，也适用

氮化硅的常压烧结和性能研究

氮化硅的常压烧结和性能研究 摘要： 氮化硅烧结必须添加烧结助剂，不同的粉末粒度也会对烧结产生影响。本试验通过对显微组织和性能测试来分析讨论不同粒度的粉末和不同的烧结添加剂对氮化硅陶瓷性能的影响，得出结论如下：在常压烧结中，初始粉末的晶粒尺寸越小，氮化硅烧结越容易得到较高的性能参数；5wt% MgO -5wt% Y2O3的组合对烧结的促进作用是最明显的，得到的性能参数最理想；随着样品的烧结温度升高，材料的致密化程度增加，力学性能提高。 关键词：氮化硅；常压烧结；烧结剂；粉末粒 Normal pressure sintering and properties of Silicon nitride Abstract: Sintering aids must be added into sintered silicon nitride, different particl e size will also affect the sintering. In this experiment,we use the microstr ucture and properties of the test to analyze the discussion of different part icle size powders and different sintering additives on the properties of sili con nitride ceramics and concluded as follows: in the pressureless sinterin g,the smaller the grain size of the initial powder , the more readily availab le silicon nitride sintered high performance parameters; 5wt% MgO-5wt % Y2O3's role in promoting the combination of sintering is the most obvi ous,we can get the best performance parameters; With the sample sinterin

石墨对金刚石工具胎体性能的影响

石墨对金刚石工具胎体性能的影响 刘英凯赵振艳林强姚俊青李顺卿 （河北省金刚石工具工程技术研究中心050035石家庄） 摘要：本文对石墨在金刚石工具中的应用进行了研究。探讨了石墨加入量、石墨粒度及石墨类型对金刚石工具胎体性能的影响。结果表明：随着石墨加入量的增加，胎体的孔隙率逐渐增高，致密度降低；加入鳞片石墨的胎体致密度要高于加入颗粒石墨的胎体。不加石墨的胎体抗弯强度为800MPa，随着石墨加入量的增加，胎体抗弯强度逐渐降低，当-325目颗粒石墨加入量达到2.5%时，胎体抗弯强度仅为470MPa，降低了40%。在加入量一定的情况下，200目以粗颗粒石墨对胎体抗弯强度的影响要高于相同粒度的鳞片石墨和-325目颗粒石墨。 关键词：石墨胎体性能孔隙率抗弯强度 1 前言 金刚石工具被广泛的应用于土木工程、石材加工、交通工业、地质勘探与国防工业等领域[1]。随着金刚石工具使用的普及，其价格一跌再跌，相关企业面临着巨大的成本压力。因此国内外本行业的研究人员进行了大量的试验研究，开发出了价格相对低廉的Fe基、Cu基胎体，替代传统的Co基、Ni基胎体。同时随着经济的飞速发展，社会的人工成本逐渐增加，终端使用者要求金刚石工具具有更高的使用效率。因此，目前金刚石工具行业的开发方向是应用Fe、Cu基胎体开发高性能金刚石工具。 在胎体中加入添加剂元素是改善胎体性能的有效方法，石墨作为一种胎体弱化元素被行业内的研究人员所关注[2-4]。本文将石墨作为添加剂元素加入Fe、Cu 基胎体中，重点考察了石墨粒度、石墨含量和石墨种类对金刚石工具胎体性能的影响。 2 试验方法及试验设备 2.1 试验原料 制备胎体的原材料金属粉末有：羰基铁粉、电解铜粉、钴粉、镍粉和锡粉，粒度均为-200目，纯度≥99.2%。 石墨粉末：颗粒石墨，含碳量99%以上，过筛后分为200目以粗和-325目两个粒度组成；鳞片石墨，产地山东青岛，纯度99%，呈扁平状，如图1所示，直径在80μm-200μm之间，厚度20μm左右。 图1 鳞片石墨

氮化硼

氮化硼 科技名词定义 中文名称： 氮化硼 英文名称： Boron nitride 定义： 由ⅢA族元素B和ⅤA族元素N化合而成的共价半导体材料。分子式为BN。有两种晶型，六方BN较软，称“白色石墨”，立方BN硬度高，与金刚石相当。 应用学科： 材料科学技术（一级学科）；半导体材料（二级学科）；化合物半导体材料（二级学科） 氮化硼 氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体。化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮，具有四种不同的变体：六方氮化硼（HBN)、菱方氮化硼（RBN）、立方氮化硼(CBN)和纤锌矿氮化硼(WBN)。 管制信息 本品不受管制 名称 中文名称：氮化硼 英文别名：Boron nitride CAS号 10043-11-5 EINECS号 233-136-6 化学式 BN 相对分子质量 24.82 性状 六方晶系结晶。最常见为石墨晶格。有一种一氮化硼立方结晶的变体被认为是已知的最硬的物质。也有无定形变体。具有抗化学侵蚀性质。不被无机酸和水侵蚀。在热浓碱中硼碳键被断开。1200℃以上开始在空气中氧化。稍低于3000℃时开始升华。真空时约2700℃开始分解。微溶于热酸，不溶于冷水。相对密度2.25。熔点3000℃。 储存 密封保存。 用途 制造合金、耐高温材料。半导体。核子反应器。润滑剂。 制取 将B2O3与NH4Cl共熔，或将单质硼在NH3中燃烧均可制得BN。通常制得的氮化硼是石墨型结构，俗称为白色石墨。另一种是金刚石型，和石墨转变为金刚石的原理类似，石墨型氮化硼在高温（1800℃）、高压（800Mpa）下可转变为金刚型氮化硼。这种氮化硼中B－N键长（156pm）与金刚石在C－C键长（154pm）相似，密度也和金刚石相近，它的硬度和金刚石不相上下，而耐热性比金刚石好，是新型耐高温的超硬材

金刚石工具用粉介绍

金刚石工具用粉介绍 金属结合剂金刚石工具通常以Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｏ等若干基本金属为主要结合剂成分。近年来，随着我国基本建设的高速发展，金刚石工具消费量剧增，每年都以超过２０％的递增速度迅猛发展，工具生产厂家亦日益发展壮大，产品竞争日趋激烈。低成本、高效率是生产厂商所追求的目标，也是应该必备的竞争基础。 Ｆｅ的价格低廉，且对金刚石有较好的润湿性和把持力，是金刚石工具中应用量最大的基本材料，与其配合应用的其它有色金属粉末的消费量也相当可观。近期有色金属的价格节节攀升，尤其是Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｉ的价格迅猛上涨，导致金刚石制品制作成本大幅度上升，而制品价格却不能与原材料价格同步提高，这就给工具生产商带来了巨大的成本压力，尤其是规模大的生产厂商其生产成本压力更大。因此，寻求有效降低生产成本的技术经济途径，是工具制造商面临的一个重要课题。 众所周知，Ｃｏ是目前现有的各类金属中综合性能最好的结合剂，但因其价格昂贵，人们在不断探寻低Ｃｏ或无Ｃｏ的技术途径，以降低生产成本。目前，除高档工程薄壁钻的Ｃｏ应用比例较高外，其它各类金刚石工具中Ｃｏ的应用比例在不断下降，但Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｉ的应用比例依然较高，尤其是Ｎｉ的价格涨幅较大，大幅度提高了金刚石工具的生产成本。 因此，如何降低Ｎｉ的应用比例，以降低生产成本，也是摆在人们面前的一个现实课题。水雾化法制备的FeNi30合金粉末具有良好的综合性能，价格仅为单质Ｎｉ粉的不足一半，可在部分金刚石工具产品中替代一定比例的单质Ｎｉ粉，以此降低生产成本。本文研究探讨了在花岗岩小锯片及中径水泥锯片生产中，以FeNi30合金粉末部分替代单质的Ｎｉ粉，并取得了相应的应用效果。 由于Ｎｉ具有良好的综合性能，在花岗岩及水泥锯片中通常加入不同比例的Ｎｉ，以改善低熔点料的流动性及均匀性，提高烧结胎体的组织均匀性、致密化程度、烧结硬度、烧结强度、韧性及耐磨性。Ｎｉ的线胀系数为１３．５×１０－６Ｊ／℃，比Ｃｕ小，较Ｆｅ、Ｃｏ略大，与金刚石差异不很大；１５５０℃下，液态Ｎｉ对金刚石的润湿角为５７，不如Ｆｅ，但比Ｃｏ好，在石墨表面的附着功为２７０．４×１０－６Ｊ／ｃｍ２，比Ｃｏ高，比Ｆｅ低。液态Ｎｉ达到一定数量时，可在金刚石或碳纤维表面形成一层极薄的均匀铺展的Ｎｉ膜，且附着功较大，这说明其对金刚石表面的粘结力很大。Ｃｕ和Ｎｉ可无限互溶，Ｎｉ可以起固溶强化作用；作为一种有效的表面活性物质，加入少量的Ｎｉ能改善Ｃｕ对金刚石的润湿性，促进烧结胎体的致密化进程，强化基体对金刚石的机械包镶强度，从而有利于提高工具的锋利度和使用寿命。FeNi30合金粉末为合成金刚石单晶用触媒粉，经还原处理后，其在９００℃时的烧结抗弯强度＞１１００ＭＰａ，硬度为ＨＲＢ１１０左右，烧结组织均匀细腻，烧结体具有良好的综合应用效能。尽管FeNi30合金粉末的物化性能与单

氮化硅陶瓷的制备及性能研究进展

收稿日期：2011-08-20 非晶Si 3N 4 0前言 随着现代科学技术的发展，各种零部件的使用条件愈加苛刻（如高温、强腐蚀等），对新材料的研究和应用提出了更高的要求，传统的金属材料由于自身耐高温、抗腐蚀性能差等弱点已难以满足科技日益发展对材料性能的要求，现亟待开发新材料。由于陶瓷材料的出现可以克服传统材料的不足而越来越被研究人员关注，经过努力研究，在陶瓷的制备工艺和性能方面的研究已取得很大的进步，尤其是Si 3N 4陶瓷的优越性能得到了人们的广泛认可，就其结构、性能、烧结及应用已经开始系统的研究，本文就Si 3N 4陶瓷的制备工艺、增韧途径、高温性能的改善及应用作一简要的评述。 1Si 3N 4陶瓷概述 氮化硅（Si 3N 4）陶瓷是无机非金属强共价键化合物，其基本结构单元为[SiN 4]四面体，硅原子位于四面体的中心，四个氮原子分别位于四面体的四个顶点，然后以每三个四面体共用一个硅原子的形式在三维空间形成连续而又坚固的网络结构，氮化硅的许多性能都是因为其具有这种特殊的结构，因此 Si 3N 4结构中氮原子与硅原子间结合力很强，其作为一种高温 结构陶瓷，素有陶瓷材料中的“全能冠军”之称，氮化硅陶瓷具有硬度大、强度高、热膨胀系数小、高温蠕变小、抗氧化性能好，可耐氧化到1400℃、热腐蚀性能好，能耐大多数酸侵蚀，摩擦系数小，与用油润滑的金属表面相似等优异性能，已在许多工业领域获得广泛应用，并有很多潜在用途[1]。 氮化硅有晶体和非晶体之分，所说的非晶氮化硅就是无定形氮化硅[2]，而晶体氮化硅主要有早期的四方氮化硅（晶格常数为a=9.245魡，c=8.48魡）、常见的六方晶系氮化硅（有两种晶形，即针状结晶体α-Si 3N 4和颗粒状结晶体β-Si 3N 4）、立方氮化硅[3]。根据目前的认识，氮化硅结构有以下几种： 2Si 3N 4陶瓷的制备方法 氮化硅陶瓷的制备技术发展很快，由于Si 3N 4是强共价化合物，其扩散系数、致密化所必须的体积扩散及晶界扩散速度、烧结驱动力很小，这决定了纯氮化硅不能靠常规固相烧结达到致密化。目前氮化硅陶瓷烧结工艺方法主要有：常压烧结、反应烧结、热压烧结、气压烧结等[4-7]。 2.1常压烧结 常压烧结是以高纯、超细、高α相含量的氮化硅粉末与少 量助烧剂混合，通过成形、烧结等工序制备而成。由于常压烧结法很难制备高密度的纯氮化硅材料，为了获得高性能的氮化硅材料，需要加入助烧剂与Si 3N 4粉体表面的SiO 2反应,在高温下形成液相，活化烧结过程，通过溶解析出机制使其致密。因此，常压烧结Si 3N 4研究的关键在于选择合适的助烧剂。目前常用的助烧剂主要有：MgO 、Y 2O 3、稀土元素氧化物、复合助烧剂等，这些助烧剂能控制液相粘度，提高相转变，防止固溶体形成，降低晶格氧含量并控制玻璃相组成和含量[8]。 2.2反应烧结 反应烧结是把硅粉或硅粉与氮化硅粉的混合物成形后， 在1200℃左右通氮气进行预氮化处理，之后机械加工成所需零件，最后在1400℃左右进行最终氮化烧结。其主要反应有： 3Si+2N 2圮Si 3N 4(1) 在反应炉中，随着炉温的不断升高，氮气的活性增强，当达到一定温度1100~1200℃时，氮气和硅粉发生（1）式反应，反应放出能量并传给周围硅原子，使之活化并继续反应，随着反应不断深入坯体内部，硅粉也不断氮化生成氮化硅。 其工艺流程如图1所示[7]： 2.3热压烧结 热压烧结是将Si 3N 4粉末和少量添加剂（如MgO 、Al 2O 3、 MgF 2、Fe 2O 3等）在19.6MPa 以上的压强和1600℃以上的温 度进行热压成型烧结。英国和美国的一些公司采用热压烧结 Si 3N 4陶瓷，其强度达到981MPa 以上。热压烧结时添加物和 氮化硅陶瓷的制备及性能研究进展 王会阳1，李承宇1，刘德志 2 （1.中国矿业大学材料科学与工程学院，徐州221116；2.江苏省陶瓷研究所有限公司，宜兴214221） 摘 要 氮化硅陶瓷是一种具有广阔发展前景的高温、高强度结构陶瓷，它具有强度高、抗热震稳 定性好、疲劳韧性高、室温抗弯强度高、耐磨、抗氧化、耐腐蚀性能好等高性能，已被广泛应用于各行业。本文介绍了氮化硅陶瓷的基本性质，综述了氮化硅陶瓷的制备工艺和提高其高温性能的方法以及增韧的途径，并展望了氮化硅陶瓷的发展前景。关键词 氮化硅；陶瓷；制备；增韧；研究进展 江苏陶瓷 Jiangsu Ceramics 第44卷第6期2011年12月 Vol.44,No.6December ，2011 图1氮化硅反应烧结流程 Si 3N 4 立方Si 3N 4 四方Si 3N 4六方Si 3N 4晶体Si 3N 4 α-Si 3N 4β-Si 3N 4 粉体处理 气体处理成型 生坯处理 烧结 陶瓷体处理 4

金刚石工具胎体中铁(Fe)元素的作用

金刚石工具胎体中铁（Fe）元素的作用 （1）优点铁是极廉价的元素，在金刚石工具中的用量日渐增多，铁用在金刚石工具中有如下优点： 1）价格低廉； 2）铁与济南市有较好的润湿性，接触角为50°，优于钴和镍； 3）液相时铁与金刚石的附着功为3.4×10-7J/cm2，也优于钴和镍； 4）可以形成多种碳化物，如渗碳体型（Fe3C）和ε型碳化物（Fe2C），有硼参与可形成Fe23（CB）6和Fe3（CB），有W、Mo参与时，形成M6C型碳化物（Fe3W3）C和（Fe3Mo3）C； 5）与骨架材料的相容性很好，液相时与WC的接触角接近于0，对TiC的接触角也很低； 6）Fe具有比Cu、Ni、Co低的线胀系数，其值为11.7×10-6/℃，更接近金刚石的线胀系数，对防止冷却裂纹的出现起一定的作用； 7）烧结时铁对金刚石的轻度刻蚀并不损失金刚石的强度，反而会提高金刚石在胎体中的把持力； 8）对于铁基合金的性能是否能接近或达到钴基合金的性能。 （2）铁在金刚石工具中有如下不足； 1）铁基胎体的变形性大于钴基胎体； 2）铁基胎体的耐磨性高于钴基胎体； 3）铁基胎体中的低熔点金属容易发生流失； 4）铁基胎体的工具不够锋利。

（3）为了正确认识铁在金刚石工具中的作用，作如下几点说明： 高温下铁对金刚石的蚀刻虑远比镍、钴都高，但是实验表明，1000℃以下烧结，金刚石只被轻度蚀刻，并不影响金刚石的强度；金刚石表面被蚀刻的碳并不以石墨形态分布在金刚石表面，而是扩散到金刚石表面的含铁金属膜中，按一定的规律分布。 使铁（钢）在高速状态下与金刚石对磨，金刚石会被眼中磨蚀加工。利用这一特性，可以加工天然钻石。 铁基金刚石工具不锋利的原因是铁比钴耐磨，比钴变形大。 铁基结合剂金属不锋利的原因是铁比钴耐磨，比钴变形大。 铁基结合剂工具烧结流失是由于铁与铜基合金中的低熔点金属的溶解度过低造成的，适量加一些互溶性好的元素即可减少流失

金刚石工具中用常见的粉料及特点

金刚石工具中用常见的粉料及特点 金刚石工具的原材料，除金刚石之外，其它主要为粉末，这些粉末可以是金属、非金属，也可以是合金、化合物。金刚石工具采用的粉末，不仅仅对化学成分有一定的要求，而且对粉末颗粒的大小、形状、松装比重、压制性、烧结性等也有不同的要求,这取决于金刚石工具的用途、品种、生产工艺等因素。1常见的金属粉料及特点 （A）铜粉：电解法制取，颗粒形态为树枝状，玫瑰红色， 氧化后颜色发暗，严重时变成黑色粉末。作为结合剂材料， 铜粉的主要优点有：电解铜粉成型性好，广泛用于冷压成 型后烧结；纯铜对碳化物和骨架材料的相容性很好，如W、 WC；铜可与Sn、Zn、Mn、Ni、Ti等制成性能优异的合金，价格远低于钴粉。 （B）铁粉：有还原铁粉、电解铁粉和羰基铁粉，顾名思义 还原铁粉用还原法制取，电解铁粉电解法制取，羰基铁粉 通过热离解羰基化合物制取。作为结合剂材料，铁粉的优 点有：价格低，与金刚石有好的润湿性；与骨架材料（WC） 的相容性很好；一定温度烧结时铁对金刚石的轻度刻蚀并 不损失金刚石的强度，反而会提高金刚石在胎体中的把持

力。刻蚀作用实质是金刚石中的碳原子溶入铁中并向其中扩散的过程，金刚石未发生结构及强度变化。 （C）钴粉：不规则海绵状，还原法制取，作为粘结剂，其综合性能最好。是一种优异的粘结剂材料，国外发达国家用的较多，其主要优点有：优良的成型性和可烧结性；可使胎体的抗弯强度提高；和金刚石的粘结力大，润湿性好；胎体的韧性好、自锐性好。由于价格昂贵，国内以铁代钴的研究很多，选择合适的粉末、合理的烧结工艺可获得钴基粘结剂相似的性能。 钴的缺点是：价格昂贵；松装密度太小，易造成投料困难。另外使压制磨具设计宽度和高度变大，手装料热压模具高度加大，从而使模具成本提高。 （D）镍粉：不规则树枝状，电解法制取。优点：适于制作重载荷下作用的工具，具有出色的强韧性；可以减少铁铜基胎体的烧结损失（铜镍无限互溶）；镍与铁、钴搭配可以得到另人满意的综合性能，如小的变形和适度耐磨性。接近或达到钴基胎体的性能。 （E）锡粉：颗粒呈滴状，灰白色粉末，易氧化，氧化后呈黄色，雾化法制取。锡粉在粘结剂中的作用是：改善胎体的可烧结性（降低熔点）；易形成金属间化合物，可以改善磨损性能和变形性；适宜添加到压制成型胎体中，烧结熔化后的毛细现象使胎体收缩，从而增加胎体的致密性；降