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金刚石晶体生长研究进展

介绍利用高温高压（HPHT）合成高质量金刚石单晶和化学气相沉积法（CVD）制备金刚石薄膜的设备、方法、工艺参数以及热丝CVD和微波等离子体CVD的优缺点；P型和N型金刚石掺杂研制现状。重点介绍N型金刚石掺杂的困难，氮、锂、钠、磷、硫等杂质的掺杂效果，共掺杂对于金刚石薄膜的影响，以及近年来P型和N型掺杂取得的成果。

  • 2022-01-29
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金刚石的晶体质量评定探究

分别选用辽宁瓦房店原生矿产出金刚石、 湖南砂矿产出金刚石、CVD合成金刚石、高温高压合成金刚石各1颗，采用红外光谱、高分辨率X射线衍射、拉曼光谱和正交偏光显微观察的分析方法，对其晶体质量进行了研究。通过比较金刚石1332.5cm-1 拉曼本征峰的实际位移与理论位移，四颗金刚石均存在一定的内应力， 高温高压合成金刚石的内应力小于其它三颗金刚石；金刚石拉曼本征峰的半高宽比对表明，四颗金刚石均存在较多晶格缺陷，其中湖南砂矿产出金刚石缺陷明显；采用双轴晶ω扫描方式测试了四颗金刚石｛004｝面的摇摆曲线，并估算其晶面族的晶面间距，结果显示高温高压合成金刚石｛004｝面的晶面间距大于其它三颗金刚石，可能是因孤氮所致；由金刚石摇摆曲线半高宽计算出内部平均位错密度值表明，高温高压合成金刚石最低，而瓦房店产出的金刚石内部平均位错密度最大，且含有亚晶界，这一结果与其异常双折射现象一致。

  • 2022-01-29
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Ni-P金刚石化学复合镀层的耐磨性

研究了Ni-P镀层、Ni-P-纳米金刚石及Ni-P-微米金刚石复合镀层在不同的热处理温度、载荷及金刚石含量下的耐磨性，并分析了复合镀层提高基质金属耐磨性的机理。结果表明：三种镀层的磨损量均随着热处理温度的提高而下降，并在400℃时达到最小值；载荷增加，磨损量增大，在不同热处理温度及载荷下，Ni-P-微米金刚石复合镀层均显示出最好的耐磨性。当微米金刚石加入量在4～8g/L时，镀层的耐磨性最好。复合镀层提高耐磨性的原因在于复合粒子在基质金属表面形成突起，起到了支撑载荷、避免粘着磨损及减小摩擦系数的作用。

  • 2022-01-29
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铜基钎料真空钎焊金刚石的知识汇总

采用铜基合金钎料，适当控制钎焊工艺，实现了金刚石与钢基体的高强度连接。借助扫描电镜（SEM）、X射线能谱（EDS）、X射线衍射（XRD）分析了真空加热条件下，对铜基合金钎料与金刚石之间的界面反应，钎焊面进行了表面形貌和结构分析。探讨了钎料与金刚石界面处碳化物的形成机理。阐明了在钎焊过程中Ti元素在金刚石界面形成富Ti层并与金刚石表面的C元素反应生成TiC、SnTiC是实现合金层与金刚石有较高结合强度的主要因素。钎料与钢基体在钎焊温度下发生组元间相互扩散，形成了固溶体及其化合物，从而实现钎料与钢基体的高强度结合，并对一系列铜基钎料进行了测试。

  • 2022-01-29
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电镀金刚石钻头电镀溶液的维护

电镀溶液的维护是电镀金刚石钻头生产中非常重要的一环，直接影响着钻头的质量。电镀金刚石钻头的生产周期长，一般都需要5-10天，因此，在日常生产中需要对电镀液进行必要的分析和认真的维护。电镀钻头质量的影响是多方面的，目前还没有比较有效的控制和检测方法，只能靠把好可能影响质量的每一关来控制电镀金刚石钻头的质量。

  • 2022-01-29
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提高金刚石钻头使用寿命的方法

随着现代工业技术的高速发展，金刚石已日益成为重要的工业原料，广泛应用于冶金、煤炭、石油、机械、光学仪器、电子工业和空间技术部门。金刚石以其硬度冠世界万物之首的地位而难以为别物取代。特别是近几十年来人造金刚石的飞速发展，又以其多用的性能、低廉的价格正在开拓更多的使用领域。小口径金刚石钻探是当前大幅度提高钻探速度和工程质量，缩短勘探周期的有效方法。近几十年来,在科研、教学、生产单位共同努力下，小口径金刚石钻探已取得重大成绩，愈来愈显示出它的优越性，深受探矿和基础建设工程领域工作者的欢迎，展现出了更广阔的前景。

  • 2022-01-29
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金刚石与金属（或合金）的结合界面分析

本文从晶体结构方面说明了金刚石化学性质稳定的原因，介绍了提高金刚石工具性能所采用的三种常用方法：金刚石表面金属化、金属基体改性和工艺改变方法。这三种方法起作用的机理可解释为由于强碳化物元素的加入，使得内界面张力系数的降低和发生晶界反应。从而改善了界面结合。另外，本文还介绍了当前金刚石工具的研究主要集中于微量合金元素特别是稀土元素的加入，这可改善金刚石工具综合性能。

  • 2022-01-29
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超声波电镀金刚石钻头工艺研究

为了缩短电镀孕镶金刚石地质钻头的生产周期并改善其性能，进行了超声波作用下电镀金刚石钻头的工艺研究。研究了超声波作用下的镍/金刚石复合电镀工艺，确定了超声波电镀金刚石钻头的制造工艺流程，并根据确定的工艺试制了Φ75.5/49绳索取心钻头进行野外钻进试验。研究结果表明：对于各种粒度的金刚石，当金刚石在静止条件下被预复合包镶至约1/5粒径处时，可以开始超声波复合镀，此时金刚石将不会被超声波振落；施加超声波后，一天至少可以加4层金刚石，相比于常规电镀工艺，钻头生产周期缩短一半以上。野外钻进试验结果表明，相比于普通电镀钻头，超声波电镀钻头钻进时效提高了33%，钻头寿命提高了54.6%。

  • 2022-01-29
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