超硬材料網

廣東奔朗新材料股份有限公司

摘 要：節能減排已成為我國轉變經濟增長方式的大趨勢和迫切要求。本文從超硬材料制品行業的制造端和應用端兩個方面探討節能減排的可行性和廣闊前景。超硬材料制品的生產制造過程中產品設計開發和熱壓燒結環節是開展節能減排的重點，通過開發功能型、鋒利型、超薄型等節能型產品，可從根本上為節能減排奠定基礎。熱壓燒結工序一般占制品生產消耗電能的70%左右，采用連續式燒結、無壓燒結、熱等靜壓燒結等先進燒結技術以及新模具等新材料應用，可大幅度降低單位產出的能耗。在產品的應用端，金剛石磨塊、金剛石繩鋸、干法金剛石磨邊輪、超薄鋸片等產品的推廣應用能體現高效、節能、環保的綠色經濟理念，產生巨大的經濟和社會效益，而替代傳統碳化硅、剛玉砂輪、碳化硅刃料的新一代超硬材料工具如金剛石砂輪、CBN砂輪、金剛石線鋸等產品在機械精密加工、新能源、航空航天等領域更是具有廣闊節能前景。

四川大學原子與分子物理研究所 成都 610065

摘 要：綜合評述了PCD/PCBN超硬刀坯的特點，介紹了PCD/PCBN超硬刀具目前的研究現狀、應用領域及發展方向，指出PCD/PCBN超硬刀具作為現代切削加工中的重要手段，在高速切削、高穩定性加工、硬態切削等綠色低碳的加工工藝中有著越來越多的應用。

鄭州新亞復合超硬材料有限公司

摘 要：本文介紹了清潔能源-天然氣的開發中PDC鉆頭的應用，最新的綠色采油技術動向和PDC鉆頭在深部油氣田鉆井上的使用效果，并介紹了制造PDC過程中所采用的節能環保技術。

鄭州磨料磨具磨削研究所 鄭州 450001

摘 要: 本文主要闡述了在低碳經濟的大環境下，自蔓延燒結技術在超硬材料制品制備過程中應用的意義，介紹了目前超硬材料制品制備的主要方法，分析了它們的缺點和不足，并通過試驗對自蔓延燒結與目前通用的燒結方法的能耗和砂輪樣品的磨削試驗效果進行了對比，指出了在低碳經濟條件下自蔓延燒結方法在超硬材料制備方面應用的顯著優勢。

桂林礦產地質研究院 國家特種礦物材料工程中心 桂林 541004

摘 要：近兩年我國繩鋸生產技術取得重大突破，生產規模增長迅猛，粗略估計，2009年全國各種繩鋸產量超過50萬米，出口約占50%，成為世界最大的繩鋸生產國和出口國。在世界經濟危機影響下，許多金剛石工具出口下滑，而繩鋸卻倍增，在超硬材料行業中可謂一枝獨秀。但是，在繩鋸生產發展過程中也暴露出許多問題，本文將總結我國繩鋸發展過程中的創新點和不足之處,并提出發展建議。

1 中南鉆石股份有限公司 南陽 473264

   2 吉林大學超硬材料國家實驗室 長春 130061

摘 要：本文從熱力學的角度討論了FeNi合金作為催化劑的合理的原因，同時指出了國內長期使用的催化劑NiMnCo合金中的不合理成分，由此給出了催化劑合金的配比原則。

1 燕山大學西校區材料學院 秦皇島 066004

2 河北建材職業技術學院 秦皇島 066004

摘 要：在超硬工具的燒結過程中，由于結合劑與磨料之間的熱膨脹系數的不同，容易在其界面處產生應力，進而降低工具的使用性能。本文通過同一成分的普通陶瓷結合劑與納米陶瓷結合劑的對比實驗，運用抗折強度實驗、SEM等實驗手段研究了粒度及結合劑類型對界面應力的影響。并將高強納米陶瓷結合劑粗粒度超硬工具應用于工業化。結果表明：隨著超硬磨粒顆粒變粗，結合劑-磨料界面積累的應力變大，界面產生微裂紋，超硬工具的強度降低；納米陶瓷結合劑比傳統非納米陶瓷結合劑具有更強的承受抗拉應力的能力，同一制備條件下的試樣，由普通結合劑制取的試樣更易于產生微裂紋，進而抗折強度值低。工業化應用的實踐證明，采用納米材料作為結合劑顯著降低了界面應力，大幅度提高了制品強度、韌性和耐磨性，實驗結果的穩定性和重現性良好，并成功獲得了工業化應用。

1 吉林大學建設工程學院 長春 130026

2 吉林大學工程仿生教育部重點實驗室 長春 130025

摘 要：選用CVD金剛石膜作為硬支點材料，設計、制造了一種新型硬支點強化孕鑲金剛石鉆頭。并對Ф59mm硬支點孕鑲金剛石鉆頭進行了沖擊回轉鉆進試驗。試驗結果表明：與軟支點孕鑲金剛石鉆頭相比，在沖擊回轉鉆進試驗中，硬支點鉆頭從時效、抗沖擊韌性等方面均優于軟支點鉆頭；與純回轉鉆進試驗相比，鉆頭的平均實效更高，達2. 84m/h，且鉆進性能更加穩定。

深圳市賽普戴夢德科技有限公司

摘 要：構成金剛石單晶制造成本的主要元素有：原材料；工人工資；設備用電用水；硬質合金頂錘消耗量；設備折舊。截止目前，人造金剛石單晶制造成本仍然較高（與鋼鐵相比）。如果人造金剛石單晶制造成本再下降2個數量級，與鋼鐵相比價格相當，隨著人造金剛石工具制造業的同步發展，人類社會文明必將進入“鉆石時代”。 完成人類社會文明從“鐵器時代” 進入“鉆石時代”，技術進步工作量十分巨大，金剛石單晶制造新材料體系、新方法研究在未來十年必將有大的突破，未來十年金剛石單晶制造業將被新技術革命所左右。十年后：“鉆石進萬家，福音滿天下”。

1 巖土鉆掘與防護教育部工程研究中心 武漢 430074

2 中國地質大學工程學院 武漢 430074

3 武漢萬邦激光金剛石工具有限公司 武漢 430056

摘 要：有序排列技術既可以降低原料成本，又可以提高工具的壽命和效率。結合金剛石鉆頭的碎巖機理，對金剛石有序排列的橫向和縱向間距進行了分析設計和計算。分析表明，金剛石的粒徑d和金剛石的橫向間距l影響著破碎坑的直徑D，而縱向間距s則影響著金剛石的自銳性能。間距計算結果表明D～ D4/3，其中D=2.8～3.1d；搭接高度h=d/3～d/2，縱向間距s=d/2～2d/3。針對具體不同的巖層，以及應用不同的工藝制作鉆頭時，金剛石的橫向和縱向間距值應作適當的調整。在確定合理間距值的前提下，可通過模板法，電磁吸附法等，實現有序排列金剛石鉆頭的產業化。，金剛石顆粒的橫向間距合理值為

1 河南工業大學 鄭州 450007

2 鄭州磨料磨具磨削研究所 鄭州 450001

為了提高整個流程的效率，公司提出了進行流程再造的項目方案，其中，打通產銷這條關鍵路徑、強化經營管理和生產控制之間以及生產和銷售之間的銜接是這次流程再造的關鍵所在。

本文結合公司發展的目標，對公司產銷流程進行了根本性的再思考和徹底性的再設計，按照經過優化的產銷流程組織各項工作，從而獲得在生產、成本、品質、服務等方面的大幅度改善，最大程度的給企業創造經濟效益，達到企業追求市場價值最大化的最終目標。

寶雞市三立有色金屬有限責任公司

摘 要：鋯在超硬材料行業中應用、主要簡述鋯金屬材料的物理性能和特點、鋯在制造金剛石、立方氮化硼復合片中作為鋯杯基體的吸氣作用。

寶雞市三立有色金屬有限責任公司 721013

 張相法¹ 張奎¹ 王光祖²

1 鄭州中南杰特超硬材料有限公司

2 鄭州磨料磨具磨削研究所 

摘 要：與金剛石的合成一樣，立方氮化硼(cBN)合成的方法也具有多樣性，即靜態高壓法、動態超高壓法與亞穩區域生長法。目前，在這些方法中，以靜態高壓法應用廣泛，其次是動態超高壓法和晶種-溫度梯度法，氣相法主要用于薄膜生長。

湖北鄂信鉆石材料有限公司 鄂州 436056

摘 要: 本文對目前我國人造金剛石粉末合成柱生產過程中,所使用的VHS—型真空燒結爐的發熱構件和保溫隔熱材料進行研究分析,提出延長其使用壽命的構想.重點是要延緩其氧化燒損的速度,須從材料的選擇及合理的真空燒結工藝程序上入手,以達到降低運行成本,確保金剛石粉末合成柱的真空燒結質量的目的.

寶鈦集團有限公司 寶雞 721014

摘 要：主要介紹鈦及鈦合金的基本綜合物理機械性能和切削的特點，合理選擇車、銑、鉆、刨、磨等切削的刀具材料選擇，對切削加工鈦及鈦合金的可能性。

國家特種礦物材料工程技術研究中心

廣西超硬材料研究開發重點實驗室

摘 要：針對高硅鋁合金進行切削實驗，分析金剛石復合片刀具前后刀面磨損狀況，得出其磨損程度與切削路程為線性關系；通過電子顯微鏡觀測前后刀面的磨損形貌得出刀具是由于金剛石顆粒脫落而非崩裂的磨損機理。

長葛市黃河電氣有限公司 461500

摘 要：通過分析真空純化處理技術的原理，結合當前人造金剛石合成生產過程中合成柱的技術要求，從穩定金剛石生產質量的需要出發，提出了新的高真空處理爐設計思想，研發出了ZKR-FH系列高真空熱處理爐，并進行了大量的純化試驗，取得了很好的效果。試驗證明，ZKR-FH系列高真空熱處理爐具有純化效率高、用氣量少、加熱功率低、安全可靠、操作簡單方便等優點，必將在金剛石生產過程中發揮重要的作用。

1 西安西北核技術研究所 710024  

2 鄭州磨料磨具磨削研究所  450007

摘　要：介紹了納米石墨幾種常見的制備方法：負氧平衡炸藥爆轟法、高能球磨法、超聲波法、激光脈沖法、電化學法、人工裁剪法。對比了負氧平衡炸藥爆轟法與其它制備方法的特點，比較了這幾種方法制備的納米結構石墨的特性。簡述了爆轟法與其它制備方法的區別和制備的納米石墨的區別。

代表「臺灣磨粒加工協會」參加

海峽兩岸2010年超硬材料技術發展論壇的受邀主講人

摘 要：加工的細致方法為拋光(Polishing)。若加工物的面積不大,可以大顆的磨粒快速拋光再以小顆的微粉精拋就可使其表面光滑。然而大平面的拋光需要顧及宏觀的平坦度(Planarization),而其最困難的工作乃反映在拋光2012年即將登場的450 mm(18寸)的大晶圓(Jumbo Wafer)。如果大晶圓上又密布比病毒(Virus)(30-60 nm)更小的晶體管(Transistor),這個技術就難上加難。尤其是拋光的速度還不能慢,才能符合制造效率及生產成本的要求。本文介紹了世界最尖端的化學機械平坦化(Chemical Mechanical Planarization,即CMP)技術,可用以生產22 nm線寬的集成電路(集成電路,Interconnected Circuits,即IC),甚至在450 mm的大晶圓上也能快速拋光而不損及這種次病毒的線路。然而CMP必須使用極致的鉆石碟(Diamond Disk)修整(Condition)超大(42.5寸)的拋光墊(Pad)。這種極致的鉆石碟為鉆石工具頂尖的設計,目前由本人領導在臺灣的中國砂輪公司制造。

河南工業大學材料科學與工程學院  450007

摘 要：本文使用電刷鍍方法制備了Ni基納米金剛石復合鍍層，研究了工作電壓、鍍液溫度、熱處理溫度、納米金剛石含量等工藝條件對鍍層的硬度、耐磨性的影響。通過金相觀測研究了工藝條件對鍍層的表面形貌的影響，從而得出制備納米金剛石/復合鍍層的最佳工藝條件。研究表明：在一定的電壓范圍內，隨著刷鍍電壓的升高鍍層表面結晶變細；鍍液溫度在一定范圍內，隨著溫度升高晶粒細且致密。鍍液中納米金剛石含量為10g/L時，復合鍍層顯微硬度比鎳鍍層高1.23倍。納米金剛石作為硬質顆粒均勻彌散分布在鍍層當中，起到彌散強化的作用，從而提高鍍層硬度。

1 南京航空航天大學機電院 江蘇南京 210016

2 浙江電聯工程技術有限公司 浙江杭州 310020

摘 要：拋光墊是化學機械拋光（CMP）中的重要組成部分，其磨損均勻性能是影響加工后工件平面度的重要因素。本文比較了具有優化凸起圖案的固結磨料拋光墊（FAP）、凸起均布的FAP和聚氨酯拋光墊的研磨拋光性能，結果表明：利用優化凸起圖案的FAP加工，可以得到更加優異且穩定的表面質量，材料去除效率遠高于游離磨料的加工方式。

1 北京有色金屬研究總院 北京 100088  

2 有研粉末新材料（北京）有限公司 北京 101407

3 福建萬龍金剛石工具有限公司 泉州 362005

摘 要：本文簡要介紹了金剛石工具用預合金粉末特點，重點分析了國內外近年來研發的KEEN®系列、MasterTEC系列、Mechanomade®系列等最新超細預合金粉產品性能及應用特點，著重比較了各預合金粉產品的燒結性能、機械性能及其應用性能，分析了預合金粉末在金剛石工具中的應用前景。

1 北京有色金屬研究總院 北京 100088

2 北京科技大學 北京 100083

摘 要：采用高溫高壓燒結工藝制備了金剛石體積分數為80%的金剛石-銅復合材料。研究了金剛石顆粒大小、燒結溫度、燒結時間等因素對復合材料成分、界面狀態和熱導率的影響。結果表明：金剛石顆粒直徑為80μm時，在高溫高壓條件下可獲得熱導率高達639 W·m^-1·K^-1的金剛石-銅復合材料。當金剛石體積分數一定時，存在一臨界粒徑，隨金剛石顆粒直徑增大復合材料熱導率先增大后減小。恰當的燒結溫度和時間有助于獲得粘結良好的界面和高熱導率。

河北省金剛石工具工程技術研究中心 石家莊 050035

摘 要：本文用正交實驗法研究了不同燒結工藝參數下，W、WC和Fe元素對Co基胎體耐磨性的影響。使用自制耐磨性測試儀對胎體耐磨性進行測試研究。試驗結果表明:在相同燒結工藝參數下，添加WC對提高胎體耐磨性比添加W和Fe有更明顯的提高。

河北省金剛石工具工程技術研究中心 石家莊 050035

摘 要：本文對激光焊接鋸片工作層和過渡層配方及燒結性能對焊接強度的影響進行了研究。分別對不同配方工作層和過渡層胎體進行了焊接實驗。結果表明：焊接強度隨工作層中Sn含量的增加而降低，工作層和過渡層燒結性能接近時，鋸片焊接強度最佳。

 河北省金剛石工具工程技術研究中心 石家莊 050035

摘 要：本文通過實驗分析研究預處理對金剛石鋸片胎體硬度、抗彎強度和切割性能的影響。結果表明：胎體在700℃還原氣氛中預熱2小時后，再經過熱壓燒結，其硬度和抗彎強度均有提高20%；鋸片鋒利度和壽命提高10%。

河北省金剛石工具工程技術研究中心 石家莊 050035

摘 要：本文用“均勻設計”對金剛石薄壁鉆頭激光焊接工藝進行試驗設計，試驗數據表明，當焊接速度為1600 mm/min，焊接功率為1700 W時焊縫成形好，焊縫彎曲強度較高，可達2000 N/mm²，是該產品歐洲設計標準值的3倍；“均勻設計”具有快速高效的優點，縮短了研制時間，降低了研制費用，具有良好的實用價值。

河北省金剛石工具工程技術研究中心 石家莊 050035

摘 要：通過正交試驗設計法，分析了壓制-熱壓燒結法生產的金剛石圓鋸片基體裂紋的影響因素為燒結壓力、燒結溫度、燒結時間和料重；通過拉伸試驗再次驗證了燒結溫度和燒結時間對基體裂紋的影響。試驗結果表明：燒結壓力和料重影響了基體的應力狀態，燒結溫度和燒結時間影響了基體的腐蝕脆化，這是造成基體裂紋的主要因素。

河北省金剛石工具工程技術研究中心 石家莊 050035

摘 要：針對鐵基結合劑配方產品經濟耐用的優點，本文詳細闡述了鐵基結合劑配方的開發過程。通過對總鐵含量、鐵元素的添加形式、錫青銅中的含錫量和添加改性成份的研究，解決了鐵基結合劑配方產品壓制成形性差、不夠鋒利、燒結溫度過高、金剛石易脫落等問題。當前提條件為最大限度增加產品性價比時，確定了應用于整體燒結類金剛石圓鋸片配方的鐵基結合劑總鐵含量在60%-65%之間為宜；確定了FeCu30預合金粉的最佳含量為20%-40%；確定了錫青銅中的含錫量在20%±5%。新設計的鐵基結合劑配方產品的鋒利度較銅基F2配方產品的鋒利度提高了20%左右，鐵基結合劑配方的價格達到0.05￥/g，較銅基的F2配方價格下降了23%。

1 中國鋼研科技集團有限公司 北京 100081

2 安泰科技股份有限公司 北京 100081

摘 要：本文對一種金剛石復合片（PDC）拋光面和橫斷面的組織形貌、微區成分、相組成進行了分析研究。指明：拋光面金剛石生長連接明顯，粘結相斷續分布，其鈷含量低于橫斷面中含量，有被腐蝕的孔穴，物相由金剛石相（fcc）、Co₄C相（fcc）、α-Ti相（hcp）、β-Ti相（bcc）組成；橫斷面上，在0.5mm厚金剛石層內，鈷、鎢含量分別是6wt%、3wt%左右，含量沿斷面變化不明顯，在1.0mm厚硬質合金襯底層內，鈷含量向靠近金剛石層下降約16%，修正后實際的碳含量比起始硬質合金中的碳含量增高2.12wt%。

1 鄭州華晶金剛石股份有限公司  鄭州  450001

2 中原工學院 鄭州 450007

摘 要：用原子吸收分光光度計測定觸媒中的鎳含量方便快捷，但缺點是分析結果可能誤差偏大。本文從各方面分析鎳含量測定過程中對測定結果有影響的不確定度來源，對其量化，確定合成不確定度，以把握測定結果的準確度。

1 中原工學院材料與化工學院 鄭州 450007

2 中原工學院高檔超硬材料工具河南省工程實驗室 鄭州 450007

摘要：采用Ni-Cr合金在保護氣氛爐中進行了兩種工藝釬焊單晶金剛石磨粒的試驗，使用SEM對Ni-Cr合金釬焊金剛石的碳化物形貌進行了觀察分析。結果表明：在保護氣氛爐中進行釬焊可以實現金剛石的高強度連接，在較短的釬焊保溫時間金剛石棱角清晰、形貌完好，表面生成一不連續與金剛石晶面有一定位向關系的碳化物，但隨著保溫時間的延長，金剛石的石墨化、碳化物明顯增多，且碳化物開始向Cr₇C₃轉化。

1 長江大學物理科學與技術學院 荊州市 434023

2 云南大學物理科學與技術學院 昆明市 650091

摘 要：ReB₂在實驗條件下的成功合成，鼓舞了研究人員試圖通過實驗和理論等手段探索分析過渡金屬輕元素化合物材料的超硬機制和獲得硬度接近或超過金剛石的材料的努力。本文在分析A.Šim?nek等人的典型理論硬度計算模型的基礎上，基于無經驗參數依賴的密度泛函第一性原理方法，以平面波超軟贗勢處理電子波函數和晶格周期場，在廣義梯度近似下計算多種晶體的平衡晶體結構和彈性系數，著重分析了硬度與體彈模量和剪切模量以及與之間的關系；澄清了目前關于超硬材料與難壓縮材料之間的一些關系；進一步通過晶體的鍵長、鍵密度和電子結構的態密度和鍵布居等狀態信息，定性比較分析了晶體的理論硬度；提出了理論硬度計算中的一個改進，預測了過渡金屬化合物成為超硬材料的基本特征，為今后新型超硬材料的理論預測和實驗合成提供了重要的參考信息和依據。

1 金瑞新材料科技股份有限公司 長沙 410012

2 長沙礦冶研究院  長沙  410012

3 中南大學材料科學與工程學院  長沙  410083

摘 要：本文對納米金剛石顆粒的表面性能及其影響因素進行了探討。首先計算了顆粒大小、表面原子數、比表面與構成顆粒的碳原子數的關系，分析可知，表面原子比例大是粉體比表面能高的原因。結合提純工藝、熱氧化改性過程和顆粒與表面活性劑相互作用過程，論文采用X射線光電子能譜（XPS）研究納米金剛石表面元素組成與原子鍵合狀態，利用紅外光譜（FTIR）表征對顆粒表面官能團構成進行了分析。此外還對在水介質中顆粒的表面動電位進行了檢測，分析了顆粒表面性能差異對其表面荷電行為的影響。結果表明：采用不同工藝對顆粒進行處理，將對爆轟納米金剛石顆粒表面性能產生顯著影響；顆粒的表面性能是其溶液化學行為及其在材料復合時與基體材料界面行為的基礎，有針對性地研究表面修飾改性方法是開展該粉體應用研究的出發點。

1 中國砂輪企業股份有限公司、鉆石科技中心總經理；國立臺灣大學教授；國立臺北科技大學教授；前瞻鉆石科技公司總經理；臺鉆科技（鄭州）有限公司技術長。

2 中國砂輪企業股份有限公司 鉆石科技中心 經理 

3 中國砂輪企業股份有限公司 鉆石科技中心 協理

4 中國砂輪企業股份有限公司 鉆石科技中心 經理

5 臺鉆科技(鄭州)有限公司 董事長 鄭州碩達鉆石有限公司 董事長 索斯達國際寶石顧問公司 董事長

6 中國砂輪企業股份有限公司 砂輪事業部B廠 經理

7 前瞻鉆石科技公司 副總經理  

摘 要：2010年為LED擴展的“大霹靂”年，以三星領銜的多家LCD品牌預計將推出以LED取代CCFL為背光的大型電視。尤有進者，世界各國多布局以LED取代白熾燈及熒光燈，中國更推出百城萬盞的路燈計劃。臺灣雖已成為LED芯片產量最大的國家，但這個看似光明的榮景仍建立在代工的“微笑曲線”下。2012年起三星將以臺灣的經驗自行生產LED的芯片。中國大陸的LED代工企業也將形成氣候。臺灣亮麗的LED行業可能步上DRAM及DVD的后塵，成為在紅海掙扎的另一兆元產業。 臺灣的鉆石科技中心（Diamond Technology Center，DTC）以類鉆碳（Diamond Like Carbon，DLC）的鍍膜取代印刷電路板上環氧樹脂的絕緣層，可使現行LED的照明產品（如路燈）的壽命大幅延長。DTC又發展出鉆石島晶圓（Diamond Islands Wafer，DIW）做為生產超級LED的基材。超級LED可發出極強的紫外光（Ultraviolet Light，UV），其強度不因高溫而降低，反而會更亮。超級LED的半導體，包括鉆石、立方氮化硼（Cubic Boron Nitride，cBN）及氮化鋁（AlN）等具有極寬的能隙，甚至能制成固態的UV Laser，其光能密度將遠大于現有的氣體（如Eximer）雷射。

1 中國地質大學

2 武漢萬邦激光金剛石工具有限公司

摘 要：為了研究電鍍、熱壓燒結和釬焊法對金剛石性能的影響，對不同制作方法的金剛石工具進行了腐蝕后金剛石性能研究。對腐蝕后的金剛石與原始金剛石進行了粒徑、表面形貌、透明度、色度等比較分析，并對金剛石進行了沖擊強度Ti和TTi測試。實驗結果表明，鍍液浸泡和熱壓后金剛石粒徑基本無變化，釬焊燒結后的金剛石尺寸變大；金剛石表面形貌粗糙度由大到小、透明度由差到好和色度值由小到大依次為真空釬焊、熱壓燒結和電鍍。沖擊強度測試表明，每種方法制作的金剛石工具腐蝕后金剛石TTi值都有所下降，下降順序從大到小依次為真空釬焊>熱壓燒結>電鍍。

1 上海琦實超硬材料有限公司

2 晶日科美超硬材料有限公司

3 中國礦業大學

摘 要：本文以充分的事實為依據，簡單回顧了壓機大型化的歷史，重點評估了現在的成果與存在的問題，闡述了壓機大型化過程中一系列值得關注的問題，并指出這些問題都是當前金剛石行業中極為重要的內容，值得決策者重視。

陜西德謙科技有限公司   710016

摘 要：無機高分子結合劑是一類新型的高性能無機合成材料。由于其特殊的無機低溫（＜180℃）縮聚三維網絡結構，使得無機高分子結合劑應用于超硬材料制品在眾多方面具有比有機高分子材料、陶瓷和金屬合金具有更高的高溫性能、粘結性能和機械性能；另一方面，無機高分子結合劑在超硬制品的制造過程中的能耗非常低和無三廢排放,材料對環境友好，是一種可持續發展的“綠色環保材料”。本文結合目前研究無機高分子結合劑系列的工作，簡單地論述了無機高分子結合劑原理與性能簡述、其特點、理化性能、在超硬材料制品應用及生產工藝。目前還沒有以無機高分子結合劑在超硬材料制品基礎性研究論文和綜述的發表。我們提出的無機高分子結合劑在超硬材料方面應用是以新的理念、工藝、方法來提高、擴展超硬材料制品的質量、推廣應用和減輕環境污染問題的一個較理想的對策。

1 鄭州人造金剛石及制品工程技術研究中心有限公司

2 中原工學院

摘 要：本文著重闡述納米級金剛石對金屬鋸切工具胎體結合劑的硬度、金剛石把持力、鋸切效率、鋸切壽命等因素的影響，是改善金屬結合劑金剛石工具的又一途徑。納米級金剛石的加入對提高金剛石工具的綜合性能具有較好的提升。

1 國家特種礦物材料工程技術研究中心 541004

2 桂林礦產地質研究院廣西超硬材料研究開發重點實驗室  541004

3 桂林理工大學材料科學與工程學院 541004

摘 要：采用國產真空熱壓燒結機制備了第二代FeCuCo預合金粉末的胎體試樣，著重研究了不同燒結溫度（750℃～900℃）對胎體的斷口形貌、相對密度、硬度和抗彎強度的影響。結果表明：在不同熱壓燒結溫度下，胎體的斷口為沿晶斷裂和穿晶斷裂的混合型斷口，胎體的晶粒尺寸比較均勻；隨著燒結溫度的升高，胎體內的晶粒逐漸長大，但沒有發生異常長大現象；隨著燒結溫度的升高，胎體的相對密度先略有升高然后恒定不變，胎體的硬度一直呈下降趨勢，胎體的抗彎強度先升高后下降；在30MPa保壓6min的條件下，第二代FeCuCo預合金粉末的最佳燒結溫度為850℃，胎體的相對密度為97.5％，胎體的硬度為105.5HRB，胎體的抗彎強度為1839.14MPa。第二代FeCuCo預合金粉末具有完全替代純鈷粉的應用潛力。

國家特種礦物材料工程技術研究中心 桂林 541004

摘 要：根據金剛石涂附磨具的使用環境和特性，對其所用膠粘劑提出了柔韌性、耐熱性、耐磨性好及對金剛石的把持力強等要求。本文通過對環氧樹脂的聚氨脂改性，再對膠粘劑進行斷裂延伸率、沖擊強度、熱重（TG）、耐磨性、斷口掃描電鏡等力學性能檢測和分析，來綜合評定膠粘劑的各項性能，室內磨削試驗亦證明了上述各項測試能完整的對金剛石涂附磨具用膠粘劑進行性能評價。研究結果發現：經過聚氨脂改性后的環氧樹脂澆注體斷裂延伸率、沖擊強度分別為12.4%、23.5KJ/m²，而環氧樹脂澆注體分別為10.15%、19.3 KJ/m²，表明聚氨脂改性環氧樹脂比環氧樹脂具有更好的柔韌性；通過熱重分析知道，失重10%時聚氨脂改性環氧樹脂溫度為375.8℃、環氧樹脂為364.6℃，表明改性環氧樹脂具有更好的熱穩定性和耐熱性；金剛石涂附磨具的壽命不僅取決于膠粘劑本身的耐磨性，還取決于膠粘劑對磨料的把持力，盡管聚氨脂改性環氧樹脂的耐磨系數0.46略小于環氧樹脂的耐磨系數0.48，但通過掃描電鏡可以發現改性后的樹脂與金剛石磨料結合的更加緊密，同時，添加金剛石后聚氨脂改性環氧樹脂澆注體的沖擊強度降低了60.9%，而環氧樹脂降低了63.2%，表明改性后的樹脂對金剛石具有更好的結合強度。通過樹脂膠粘劑的上述性能檢測和分析，在磨削使用之前即可對其進行性能評價，因此，對于金剛石涂附磨具的生產和膠粘劑選擇具有重要的現實指導意義。

1 河南省聯合磨料磨具有限公司 鄭州 450016

2 鄭州大學材料科學與工程學院 鄭州 450052

摘 要：采用高純度納米金剛石粉體作為研磨劑，選擇合適的分散介質，并加入表面活性劑，超聲分散后再經離心處理制成了油基納米金剛石拋光液。對產物進行粒度分析、紅外光譜分析以及掃描電子顯微鏡（SEM）表征，研究表面活性劑種類及其用量對拋光液的分散性、懸浮性、穩定性的影響。利用掃描探針顯微鏡（AFM）研究所得拋光液對單晶硅的拋光效果。結果表明：白油最適合做拋光液的分散介質；表面活性劑A和B復配的分散效果最好，拋光液的二次粒度趨于最小；單晶硅片拋光后表面粗糙度達到0.306nm。

中國鋼研科技集團有限公司

北京安泰鋼研超硬材料制品有限責任公司 北京 102200

摘 要：采用自由燒結工藝分別在860℃、900℃、940℃進行Co基胎體由燒結試驗，測試胎體燒結后致密度、收縮率、硬度、抗彎強度等性能；通過SEM分析Co基胎體斷口情況；通過測試燒結后胎體中金剛石的沖擊韌性值，分析高溫下自由燒結Co基胎體對金剛石強度的影響；結果表明Co基胎體在940℃燒結性能優異，致密度＞95%，硬度＞96HRB，金剛石強度沒有明顯降低；采用自由燒結Co基胎體制作異型刀頭，并應用于鉆切高配筋率鋼筋混凝土薄壁鉆，鉆切性能優異。

中國鋼研科技集團有限公司

北京安泰鋼研超硬材料制品有限責任公司 北京 102200

摘 要：分別采用超細鎢銅合金粉末和單質鎢、銅粉末熱壓燒結成兩組金剛石胎體塊。利用硬度計，排水法，萬能實驗機，掃描電鏡和鋸切實驗等測試分析手段分別分析測量了胎體的硬度、致密度、抗彎強度、斷口形貌和鋸切性能。實驗結果表明：在高鎢基胎體配方中添加超細鎢銅合金粉末比添加單質鎢、銅粉末可以顯著提高胎體的硬度10HRB左右，改善胎體合金均勻化；燒結溫度范圍內，添加合金粉的胎體抗彎強度均比添加單質鎢、銅粉末低100MPa左右。在本實驗配方中，干切硬花崗巖時，高鎢基胎體配方中添加超細鎢銅合金粉末比添加單質鎢、銅粉末切割平穩，形成胎體和金剛石有效的磨損匹配，可以顯著提高工具的使用壽命30%左右。

摘 要：用于金剛石工具的金屬結合劑粉末，不但要求結合劑有好的工藝性能、燒結后有適宜的力學性能，包括合適的硬度、韌性、嚴格要求的耐磨性能（不是越耐磨越好，而是適度的耐磨性），還要對金剛石有好的親和性。這些要求增加了合金元素選擇的難度。

過去經常使用的結合劑粉末有：

(1) 單質金屬粉末，例如Cu Fe Mn Ni Co Sn Zn Al Cr Ti W等；

(2) 為數不多的通用的預合金粉末，例如Cu-Sn合金、Cu-Sn-Zn-Pb、Cu-Zn、.Cu-Ni-Zn、Cu-Ni-Mn合金等。

長期實踐表明上述單質金屬粉末和原用預合金粉末遠遠滿足不了要求，鑒于具體國情，完善Fe基結合劑，使價廉的鐵基結合劑趕上或超過鈷基結合劑成為可能，以下幾種合金粉末更適于金剛石工具用。其中有：

特殊混合粉末；中間相粉末（中間化合物粉末，下同）；固溶體為主的粉末；化合物為主的粉末；純化合物粉末。

從粉末應用上講，預合金粉末不一定都比混合粉好；火法生產的粉末不一定都是預合金粉末；機械法使混合粉的儲能升高，濕法生產的混合粉具有很高得比表面，使用效果也都非常好。總之，既不能混淆概念，也不能炒作概念，否則常常出現概念性的、常識性的、乃至科普性的錯誤。

北京有色金屬研究總院

國家有色金屬復合材料工程技術研究中心 北京 100088

摘 要：本文利用氣霧化方法制備了FeMn_X1、FeMn_X2Ni_Y2、FeMn_X2Co_Y2（X₁=X₂+Y₂，X₂＞Y₂，0＜Y₂≤10）粉末觸媒。利用金相顯微鏡、掃描電鏡和X射線衍射儀對粉末的性能進行了檢測，分析表明：制備的粉末大多為球形顆粒，D50約為23.6μm，晶格常數約為0.36108nm；按觸媒與石墨粉的比例為4：6制備合成柱并進行了合成實驗，結果表明用FeMn基粉末觸媒合成金剛石的溫度、壓力均要高于使用FeNi₃₀觸媒，在5.4～5.6GPa壓力、1450℃以上溫度條件下才可以合成出金剛石，添加Y₂%的Ni或Co元素后合成溫度和壓力稍微降低，且金剛石形核量有所增加。此外，利用晶體的價電子結構和界面電子密度連續理論分析了不同的M₃C型碳化物對合成條件的影響，解釋了FeMn基觸媒合成金剛石條件高于FeNi觸媒的原因。

廣東奔朗新材料股份有限公司

摘 要：本文研究了三種不同的成型方法（冷壓、溫壓及冷等靜壓）對砂輪的均勻性及使用性能的影響，通過測量對比砂輪成型后的尺寸，燒結后砂輪的硬度、強度、密度以及砂輪的使用情況，結果表明：溫壓和冷等靜壓成型均能提高砂輪的均勻性，其中冷等靜壓成型的砂輪均勻性較好；砂輪均勻性的提高能夠提高砂輪的修整間隔，從而提高了砂輪的使用壽命。

1 鄭州大學材料科學與工程學院 鄭州 450001

2 鄭州大學教育部材料物理重點實驗室 鄭州 450001

摘 要：本文用微波等離子化學氣相沉積系統（MPCVD）在單晶硅襯底上制備多晶金剛石球薄膜，反應氣體為CH₄和H₂。利用掃描電鏡（SEM）和Raman 光譜研究了CH₄流量（CH₄流量分別為2、4、6、8、10、12sccm，H₂流量固定為100sccm，反應時間為2h）和反應時間（分別為2、10、30、60、120min，CH₄和H₂流量比為12：100sccm）對多晶金剛石球薄膜形貌和碳結構的影響。 結果表明：1. 隨著CH₄流量的增加，多晶金剛石球的密度增加，但組成多晶球的晶粒變小；2. 沉積2min后，硅襯底上形成了SiC和非晶碳層，10min后在SiC和非晶碳層上形成了多晶金剛石球，隨著時間的增加，多晶金剛石球逐漸長大，長大過程中伴隨著明顯的二次形核。

河南黃河旋風股份有限公司

摘 要：本文重點介紹霧化預合金粉末在石材鋸片、工程鉆頭、陶瓷刮刀、磨邊輪、磨塊等各類金剛石工具中的應用特點，并指出今后預合金粉末將朝著多元合金化、高成型性、高表面活性、高彈性模量的方向發展。

三河市金貝金剛石應用技術開發有限公司 河北廊坊 065201

摘 要：帶鋸條在切割單晶硅、多晶硅方面得到越來越廣泛的應用。在使用過程中，除了對基體硬度、強度以及金剛石粒度的基本參數要求以外，還要求在鋸條的運行過程中穩定，實現良好的切割效率。目前鋸條在實際切割中存在的問題主要有：跑偏，抖動，斷裂，切面不平。為了更深入的了解這些問題產生的原因，并對帶鋸本身的特點和運行狀態下的特征有所把握，本文用3230mm鋸條在切割機上進行動態切割實驗，對帶鋸切割進行初步研究。

河北省金剛石工具工程技術研究中心 石家莊 050035

摘 要：本文對國產與國外高品級金剛石的使用性能進行了對比研究。試驗選用五種國產和國外高品級金剛石樣品應用于鉆頭、焊接鋸片、燒結鋸片進行對比測試。結果表明，國產高品級金剛石在使用性能上達到了國外高品級金剛石的水平。

1 華南精密制造技術研究開發院 佛山  528000

2 佛山市地天泰新材料技術有限公司 佛山  528000

摘 要：普通陶瓷磚拋光用金屬基金剛石磨塊和菱苦土基SiC磨塊彈性差，無法調整自身去適應釉面磚表面的幾何變化，用于釉面磚表面拋光時容易爛磚；與專門拋釉機配套使用的金剛石軟磨片，主要用于釉面半拋，釉面全拋加工時效率低。本文分析了全拋釉面磚的特點和釉面拋光對拋光磨具的要求，研制了對釉面磚進行仿形全拋光和半拋光高效加工的樹脂基彈性金剛石磨塊，研究了全拋釉樹脂基彈性金剛石磨塊的結構、制備工藝及性能，展望了樹脂基彈性金剛石磨塊的發展前景。

 南京航空航天大學機電學院 南京  210016

摘 要：采用有限元模擬技術對鈦合金TC4材料的單顆磨粒磨屑形成過程進行了仿真研究。研究表明，鈦合金TC4在單顆磨粒磨削過程中發生絕熱剪切，形成鋸齒狀磨屑；磨削過程中單顆磨粒磨削力成周期變化；磨粒負前角增大，鋸齒化程度加深；磨削速度提高，磨屑剪切帶寬度減小；仿真分析得到的磨屑形態與實驗結果相一致。

 南京航空航天大學材料科學與技術學院 南京  210016

摘 要：采用釬焊金剛石套料鉆進行了鉆削碳纖維增強樹脂基復合材料（CFRP）試驗，使用測力儀與三維視頻顯微鏡對鉆削過程中的鉆削力、孔出入口缺陷進行了測試與觀察。實驗結果表明：釬焊金剛石套料鉆鉆削CFRP時，相同轉速下，鉆削力隨進給量的增大而增大；相同進給量下，鉆削力隨轉速的增大而增大，且進給量對鉆削力的影響大于轉速的影響；已加工孔的入口質量比出口質量好；當鉆削力小于臨界鉆削力（200N）時，能獲得好的孔出入口質量。

南京航空航天大學 機電學院 南京210016

南京航空航天大學機電學院 南京 210016

摘 要：本文采用80/100^#陶瓷結合劑CBN砂輪對GH4169高溫合金進行了高效磨削試驗。研究了單位寬度磨削力和表面變質層深度隨磨削參數的變化規律，觀察并分析了高溫合金工件磨削后的表面層微觀組織和顯微硬度的變化。結果表明：隨著砂輪線速度v_s的增大，法向和切向磨削力均呈減小趨勢，白層厚度先增大后減小，在砂輪速度達到120m/s左右時，白層厚度達到最大值。隨著砂輪線速度繼續增大，白層厚度迅速下降。隨著磨削深度的增大，磨削力和白層厚度均增大。隨著工件進給速度v_w的增大，磨削力增大，而白層厚度則隨進給速度的增大而減小。

亞穩材料制備技術與科學國家重點實驗室

燕山大學 材料學院 河北省秦皇島市 066004

摘 要：本文針對金屬結合劑金剛石工具制造過程中應用軋制復合成型技術的可行性進行了討論。重點討論了軋制復合法（下稱RC）試驗過程中金剛石的破碎、姿態、分布情況及結合強度，評估了用于金屬結合劑金剛石胎體制造的可能性。

廣東奔朗新材料股份有限公司  佛山  528313

摘 要：本文對專用于超硬磨具用兩種聚酰亞胺樹脂粉和一種耐熱酚醛樹脂粉的使用性能進行了研究，通過制成樹脂結合金剛石試驗條和磨具成品，測試其彎曲強度、沖擊強度、磨耗比、磨削面顯微影像結構和磨具成品現場試驗，試驗結果表明：A樹脂力學性能優異，具有優良的磨耗比，適合要求比較耐磨場合；B樹脂流動性較好，密度稍低，樹脂磨具硬度稍軟，適合磨削要求較鋒利場合；C樹脂成型溫度低、密度低，樹脂磨具硬度軟，適合更鋒利的磨削場合及精磨和拋光。

1 中國地質大學（武漢）工程學院 430074

2 烏克蘭國家超硬材料研究所

摘 要：金剛石回轉鉆進堅硬巖石時所遇到的鉆進效率低、鉆頭壽命短等問題，一直為鉆探界所關注。本文分析了新型聚晶材料АКТМ的物理-力學性質，進行了在金剛石鉆頭中孕鑲針狀АКТМ的應用。試驗研究了АКТМ直徑對鉆頭鉆進性能的影響，確定了最優尺寸。室內鉆進試驗表明，АКТМ的添加能夠有效提高金剛石鉆頭鉆進硬巖的工作性能。

國立成功大學機械工程學系  62240

Email:  n1893102@mail.ncku.edu.tw

摘 要：在晶圓封裝過程中，嚴重的切割道脆裂會破壞晶圓上既有之布線。因此，減少單晶硅劃切后切割道裂痕成長為重要的研究目標。本研究利用振動輔助既有之劃切過程，探討振動量大小與工件進給速度與單晶硅臨界切深之關系，量測分析切割道中脆性破壞及延性加工對表面粗糙度的影響，并將結果與傳統劃切過程做一比較。實驗刀具選擇市售單晶鉆石劃切刀，加工材料則選擇單晶硅。實驗結果發現振動輔助劃切加工可提升單晶硅的臨界切深，進給速度越慢，深度方向振幅越大，可有效增加臨界切深值。除此之外，振動輔助劃切能降低單晶矽脆性破壞時的裂縫成長，并提升延性加工后之表面粗糙度至鏡面等級。

1 鄭州瑞特金剛石砂帶有限公司

2 鄭州磨料磨具磨削研究所

摘 要：本文介紹了金剛石、立方氮化硼砂帶所具有的特性及國內外發展情況。因超硬材料砂帶具有高效、精密、節能、節材、環保的特點。加之我國既是超硬材料大國，又是機械制造大國，具有開發和應用超硬材料涂附磨具的優勢，目前我國已研制成功超硬材料砂帶，為開展超硬材料砂帶磨削試驗創造了條件，促進我國制造業的發展。

鄭州磨料磨具磨削研究所 鄭州  450001

摘 要：本文重點介紹水溶性金剛石研磨液的基本特點、常用規格及其應用領域、加工對象和加工機理。同時還介紹了作者研究成果及其應用情況。

 鄭州磨料磨具磨削研究所 鄭州 450013

摘 要：亞表面損傷深度和表面粗糙度Ra值是表征IC硅片表面磨削質量的兩個重要指標，其數值大小也反映背磨砂輪性能的優劣。本文研究了國產和進口1200#樹脂金剛石砂輪特性對背磨硅片表面磨削質量的影響，包括硅片亞表面損傷深度和粗糙度的檢測方法，不同砂輪磨削后IC硅片亞表面損傷深度和表面粗糙度Ra值的檢測數據，分析了砂輪磨削功率（電流值）與硅片亞表面損傷深度的對應關系等。研究結果表明：國產1200號樹脂金剛石砂輪性能滿足工藝要求，其亞表面損傷深度為0.79µm，表面粗糙度值Ra為9.76nm；進口砂輪亞表面損傷深度為1.55µm，表面粗糙度值Ra為11.811nm。

1  北京大學地球與空間科學學院 北京 100871

2  湖北昌利超硬材料有限公司 鄂州 436000

摘 要：天然石墨是目前人工合成金剛石的重要原料，用于金剛石合成的天然石墨除對石墨結晶程度、粒度的要求外，對純度及有害元素的要求也非常高。金剛石合成工業中所用天然石墨應具有極低灰分，同時雜質的種類、含量及狀態都是影響金剛石品質的重要因素。本文結合對天然石墨原礦、高純石墨及由其合成的金剛石進行了光學顯微鏡、X射線粉末衍射（XRD）、碳硫分析儀、場發射環境掃描電子顯微鏡（FESEM）和電子能譜（EDX）等測試分析，研究了天然鱗片石墨作為合成金剛石碳源的特點，認為天然鱗片石墨純度、粒度以及雜質硫元素等對合成金剛石特征和性能有重要影響。

正修科技大學機械系 

摘 要：本文對新式環形刀具液動壓拋光法鏡面拋光進行可行性之研究，以期能發展刀具磨耗不影響加工率的新式拋光法，將應用于精密模具與光學組件的拋光。此法將原先液動壓拋光法的刀具形狀（圓球狀刀具）改進為環形刀具，以減少刀具磨耗對加工率的影響。由實驗結果得知，環形刀具液動壓拋光加工因為具有刀具磨耗不影響加工加工率的特點，所以加工重現性佳。此法更可有效降低試片的表面粗度，成功地拋光出Ra 4.4 nm 的光滑鏡面。

鄭州磨料磨具磨削研究所 鄭州 450001

摘 要：本文介紹了“十一五”期間我國高速高效精密超硬材料磨具制造領域突破的新技術、開發的新產品及其應用效果，并對該領域未來發展趨勢做了簡要分析。

中國大連凱峰超硬材料有限公司 大連 116025

摘 要：通過掃描電鏡、原子力顯微鏡、和透射電鏡展示出這種金剛石的形貌特征，并用可估出粒度的Scherrer公式與顯微鏡下圖象相對照，確定金剛石的特性粒度為50nm(30-70nm)，通過100萬倍的透射電鏡分析，確認在原子力顯微鏡看到的顆粒是由3.5-6nm的小晶核以不飽和鍵聚晶而成。完成的拋光試驗和工業應用試驗結果很好，滿足技術要求。給出了石墨向金剛石相變時固相結構轉變的模型。

納米金剛石發動機油精用于瓦斯氣發電機組的良效 

 天津市乾宇超硬科技有限公司

摘 要：我國的低濃度瓦斯發電技術處于國際領先地位。但其中一個重要問題是發動機油消耗較大，維修費用高，這在一定程度上阻礙了它的發展。使用納米金剛石發動機油精使此問題得到重大突破。它使機油消耗率降低了42%，并且減少了易損件的更換，大大延長了發電機組的工作時間。

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