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干式切削刀具材料的现状 被引量:33
1
作者 文东辉 刘献礼 +2 位作者 严复钢 胡荣生 吴冬梅 《机械工程师》 2001年第9期5-7,共3页
综述了干式切削加工中不同刀具材料的物理性能,阐述了它们在不同领域应用的特点,对比了不同刀 具应用于干式切削加工的切削性能。
关键词 干式切削 刀具材料 超硬材料 切削性能
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B-C-N系超硬材料的研究进展 被引量:8
2
作者 张兴旺 邹云娟 +1 位作者 严辉 陈光华 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期577-583,共7页
超硬材料的合成是目前材料科学研究领域的热门课题之一。近年来,由于碳基和硼基超硬材料的理论设计和发现,引起了人们在实验和理论上对硬度与金刚石接近,甚至超过金刚石的材料研究兴趣。在B-C-N系超硬材料中,除了金刚石和立方... 超硬材料的合成是目前材料科学研究领域的热门课题之一。近年来,由于碳基和硼基超硬材料的理论设计和发现,引起了人们在实验和理论上对硬度与金刚石接近,甚至超过金刚石的材料研究兴趣。在B-C-N系超硬材料中,除了金刚石和立方氮化硼(c-BN)以外,β-C_3N_4、立方氮碳化硼以及富勒烯等材料,也正日益受到国际材料界的重视。本文就B-C-N系超硬料的最新研究进展做一综述。 展开更多
关键词 超硬材料 B-C-N系 碳基材料 硼基材料
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立方氮化硼材料的制备、性能及应用 被引量:11
3
作者 张旺玺 卢金斌 《中原工学院学报》 CAS 2011年第2期25-28,50,共5页
介绍了立方氮化硼单晶、聚晶立方氮化硼、氮化硼纤维材料的制备、性能及应用,对聚晶立方氮化硼的特殊性能和其作为刀具材料的应用进行了特别的分析,并指出了氮化硼的发展趋势.
关键词 立方氮化硼 超硬材料 氮化硼纤维
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几种新型超硬薄膜的研究进展 被引量:4
4
作者 张生俊 陈光华 +2 位作者 邓金祥 宋雪梅 邵乐喜 《物理》 CAS 北大核心 2001年第10期622-627,共6页
超硬材料主要由Ⅲ ,Ⅳ ,Ⅴ族共价键化合物 (碳化物、氮化物 )和单质 (金刚石 )组成 ,硬度高于 4 0GPa ,有单晶、多晶、非晶等多种 .除金刚石外 ,这些材料都是人工合成的 ,没有天然对应物 .除超硬性质以外 ,这些材料大都具有宽带隙、高... 超硬材料主要由Ⅲ ,Ⅳ ,Ⅴ族共价键化合物 (碳化物、氮化物 )和单质 (金刚石 )组成 ,硬度高于 4 0GPa ,有单晶、多晶、非晶等多种 .除金刚石外 ,这些材料都是人工合成的 ,没有天然对应物 .除超硬性质以外 ,这些材料大都具有宽带隙、高温稳定性、化学惰性等优良的物理化学性质 .新型超硬薄膜材料研究从金刚石开始 ,目前主要的研究对象有金刚石、类金刚石碳 (DLC)、立方氮化硼 (cBN)、氮化碳 (C3N4 ,CNx)、硼碳氮 (BCN)等 ,是近二十年来材料研究的热门方向之一 .文章结合作者近年来的工作 ,介绍这几种超硬薄膜的研究进展和展望 . 展开更多
关键词 超硬材料 金刚石 立方氮化硼 氮化碳 类金刚石碳 超硬薄膜
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超细纳米孪晶结构极硬立方氮化硼研究进展 被引量:10
5
作者 田永君 徐波 于栋利 《中国科学基金》 CSSCI CSCD 北大核心 2013年第4期201-204,209,共5页
各向同性的多晶超硬材料广泛应用于机械加工、地质勘探、石油和天然气开采等相关行业,是国民经济发展的重要基础性工具材料。在简述多晶立方氮化硼超硬材料研究现状的基础上,本文详细介绍了超细纳米孪晶结构极硬立方氮化硼这一最新成果... 各向同性的多晶超硬材料广泛应用于机械加工、地质勘探、石油和天然气开采等相关行业,是国民经济发展的重要基础性工具材料。在简述多晶立方氮化硼超硬材料研究现状的基础上,本文详细介绍了超细纳米孪晶结构极硬立方氮化硼这一最新成果,包括形成超细纳米孪晶结构的新策略能够全面提高多晶立方氮化硼综合性能的基本原理、实施过程和实施效果,并对后续研究工作和此类极硬材料的工业化应用进行了讨论。 展开更多
关键词 超硬材料 显微组织 硬化机制
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纳米孪晶超硬材料的高压合成 被引量:10
6
作者 徐波 田永君 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期112-122,共11页
超硬材料研究有两个重要难题一直备受关注:一是建立晶体宏观性能硬度与微观电子结构参数的定量关联,指导新型超硬晶体的设计;二是发现改进超硬材料综合性能(硬度、韧性和稳定性)的基本原理和技术途径,合成出综合性能更加优异的高性能超... 超硬材料研究有两个重要难题一直备受关注:一是建立晶体宏观性能硬度与微观电子结构参数的定量关联,指导新型超硬晶体的设计;二是发现改进超硬材料综合性能(硬度、韧性和稳定性)的基本原理和技术途径,合成出综合性能更加优异的高性能超硬材料.首先从同时联系晶体硬度和电子结构的化学键出发,提出了共价晶体的压痕硬度为晶体中化学键对压头压入过程的综合阻抗的基本假设,建立了共价晶体硬度的微观模型并推广至多晶共价材料.在多晶硬度模型指导下,在高温高压条件下成功地合成出了纳米孪晶结构的立方氮化硼和金刚石块材,实现了硬度、韧性及热稳定性这三大工具材料性能指标的同时提高.另外,澄清了关于压痕硬度测量的长期争论.本文的研究为研发高性能超硬材料打开了一条新的技术途径,有望带来机械加工业和高压科学领域的新变革. 展开更多
关键词 超硬材料 霍尔-佩奇效应 量子限域效应 纳米孪晶
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超硬材料包覆新技术研究综述 被引量:8
7
作者 张旺玺 梁宝岩 +2 位作者 卢金斌 孙长红 穆云超 《超硬材料工程》 CAS 2019年第5期41-48,共8页
为了提高超硬材料工具或制品的性能并延长其使用寿命,对超硬材料进行表面包覆,不仅可以明显提高超硬材料与基体的机械结合强度,还具有改善超硬材料耐用性、热稳定性、分散性和抗氧化性能等作用。通常,超硬材料表面包覆的方法主要有化学... 为了提高超硬材料工具或制品的性能并延长其使用寿命,对超硬材料进行表面包覆,不仅可以明显提高超硬材料与基体的机械结合强度,还具有改善超硬材料耐用性、热稳定性、分散性和抗氧化性能等作用。通常,超硬材料表面包覆的方法主要有化学镀、电镀、真空微蒸发镀、物理气相沉积、化学气相沉积等。采用超硬材料表面包覆新技术,包括熔盐处理、钎焊、溶胶凝胶法、异质外延生长、等离子体烧结、自蔓延烧结、静电纺丝等新技术实现了超硬材料的表面包覆,可以针对特定的使用目的和需求,采用不同的技术在超硬材料表面对组织结构、形貌、物理和化学成分进行复合设计、修饰和性能调控,对相关研究成果进行了综述。 展开更多
关键词 超硬材料 金刚石 综述 立方氮化硼 表面处理
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纳米结构超硬材料的机遇与挑战
8
作者 韩云霞 顾超 +1 位作者 王善民 赵予生 《物理》 CAS 北大核心 2023年第4期239-248,共10页
经过几十年的研究和发展,纳米结构金刚石和立方氮化硼已相继被成功制备,其高硬度和强韧性充分表明纳米力学增强机制是制备超强超硬材料的有效途径。目前纳米结构超硬材料的研究仍处于起步阶段,高温高压相转变的路径与机制、复杂中间相... 经过几十年的研究和发展,纳米结构金刚石和立方氮化硼已相继被成功制备,其高硬度和强韧性充分表明纳米力学增强机制是制备超强超硬材料的有效途径。目前纳米结构超硬材料的研究仍处于起步阶段,高温高压相转变的路径与机制、复杂中间相的结构与产生的条件、热力学条件对晶粒生长和微结构(孪晶和堆垛层错等)形成的作用,以及超硬材料的纳米结构对力学性能和强化机制的影响等尚未完全揭示出来。为此,文章对近年来在相关领域的研究进行综述,总结了设计与寻找超硬材料的一般策略与原则,概括了典型的纳米微结构对超硬材料力学与热稳定性的影响,归纳了纳米结构超硬材料的高温高压相变与转化机制,并对当前的研究进展和潜在应用进行了归纳与展望。 展开更多
关键词 超硬材料 金刚石 立方氮化硼 高压合成 纳米聚晶超硬材料 非晶超硬材料
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中国超硬材料与制品的发展与思考 被引量:7
9
作者 邹文俊 《超硬材料工程》 CAS 2016年第2期45-49,共5页
以金刚石为代表的超硬材料凭借其他材料无可比拟的高硬度、高导热性等性能,在世界范围内得到迅速发展。文章通过对超硬材料与制品的国内外发展状况的研究,发现世界超硬材料产业总体发展趋势是向大单晶、纳米微粉、化学气相沉积(CVD)金... 以金刚石为代表的超硬材料凭借其他材料无可比拟的高硬度、高导热性等性能,在世界范围内得到迅速发展。文章通过对超硬材料与制品的国内外发展状况的研究,发现世界超硬材料产业总体发展趋势是向大单晶、纳米微粉、化学气相沉积(CVD)金刚石薄膜发展;制品向超高速、超高精度、超长寿命的加工工具发展。中国应该重点发展高品级大单晶及复合超硬材料、功能性元器件,新型磨削工具、刀具、锯切与钻进工具等高性能超硬材料制品,新型原辅材料,新型专用设备仪器,以及相关新材料及高端装备等。 展开更多
关键词 超硬材料 发展 精密磨削 加工工具
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超硬材料合成方法、结构性能、应用及发展现状 被引量:6
10
作者 张旺玺 梁宝岩 李启泉 《超硬材料工程》 CAS 2021年第1期30-40,共11页
为了对超硬材料有更深入的了解,对以金刚石和立方氮化硼为主的超硬材料的合成方法、发展历程、结构与性能及应用领域进行了综述。金刚石的合成方法主要有静压触媒高压高温法、化学气相沉积法、动压爆炸法或爆轰法。经过几十年的发展,我... 为了对超硬材料有更深入的了解,对以金刚石和立方氮化硼为主的超硬材料的合成方法、发展历程、结构与性能及应用领域进行了综述。金刚石的合成方法主要有静压触媒高压高温法、化学气相沉积法、动压爆炸法或爆轰法。经过几十年的发展,我国超硬材料制造技术和装备已经处于国际先进水平。超硬材料除了硬度高之外,还有许多优良的物理力学和化学性能,广泛应用于磨具、刀具、锯切、钻进等超硬材料工具和新型功能材料。 展开更多
关键词 超硬材料 金刚石 综述 立方氮化硼
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超硬材料在地质钻探中的应用与发展
11
作者 梁晨帆 张凯 +3 位作者 王瑜 刘宝林 孔令镕 薛婷 《超硬材料工程》 CAS 2024年第3期53-58,共6页
超硬材料和钻探工程有着密不可分的联系,目前已成为钻探行业的重点研发材料。超硬材料在推动钻探行业向深井、超深井领域发展方面发挥了至关重要的作用。本文以金刚石、立方氮化硼和复合超硬材料为基础,介绍了超硬材料的分类及其特点。... 超硬材料和钻探工程有着密不可分的联系,目前已成为钻探行业的重点研发材料。超硬材料在推动钻探行业向深井、超深井领域发展方面发挥了至关重要的作用。本文以金刚石、立方氮化硼和复合超硬材料为基础,介绍了超硬材料的分类及其特点。随后对钻探行业中超硬材料产品的应用和发展进行了详述,并分析钻探行业对超硬材料的需求,进而对其未来发展趋势进行展望,以期能为超硬材料在地质钻探领域的应用与发展起一定的指导作用。 展开更多
关键词 超硬材料 金刚石 聚晶金刚石复合片 地质钻探
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2017年超硬材料行业经济运行情况解析 被引量:4
12
作者 李志宏 孙兆达 李利娟 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2019年第1期1-8,共8页
以4个数据统计表和28个分析图为基础,解析了2017年中国及超硬行业主要经济指标的增长情况。详细分析了中国海关统计的行业商品进出口数据,以及了美国、欧盟及日本主要发达经济体进口行业商品的数据。通过数据可见行业2017年已走出低谷,... 以4个数据统计表和28个分析图为基础,解析了2017年中国及超硬行业主要经济指标的增长情况。详细分析了中国海关统计的行业商品进出口数据,以及了美国、欧盟及日本主要发达经济体进口行业商品的数据。通过数据可见行业2017年已走出低谷,但锯切钻进工具受房地产不景气影响而发展乏力;中国超硬材料类商品在世界上的优势地位,但砂轮和刀具类精加工工具与发达国家产品差距较大,发展空间广阔。 展开更多
关键词 统计数据 超硬材料 进出口 超硬工具
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AlMgB_(14)三元超硬硼化物的实验制备与理论研究 被引量:5
13
作者 蒋雪 曲文超 +3 位作者 赵纪军 吴爱民 白亦真 姜辛 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2011年第6期764-774,共11页
三元硼化物AlMgB14材料具有高硬度,高韧性,低密度,低摩擦系数以及抗高温氧化腐蚀等众多优异性能,在工具、模具、微机械制造及航空航天关键零部件等领域具有重要的应用前景.本文采用多靶射频磁控共溅射技术,以高纯度Al(99.99%),Mg(99.... 三元硼化物AlMgB14材料具有高硬度,高韧性,低密度,低摩擦系数以及抗高温氧化腐蚀等众多优异性能,在工具、模具、微机械制造及航空航天关键零部件等领域具有重要的应用前景.本文采用多靶射频磁控共溅射技术,以高纯度Al(99.99%),Mg(99.95%),B(99.9%)材料为溅射靶源,在单晶Si(100)衬底上溅射沉积得到了表面均匀致密,不同化学组分的Al-Mg-B三元非晶态薄膜,通过调控溅射参数,可以实现原子比接近Al:Mg:B=1:1:14.对于所制备的薄膜样品,在三元相图上沿Al-Mg等含量线,Al-Mg-B材料的硬度,随着B元素含量增加由13GPa增大到32GPa,其中AlMgB14附近成分点的硬度达到25~32GPa.同时,采用第一性原理计算,得到AlMgB14晶体的维氏硬度为27.6GPa,与实验值接近.通过电子结构分析,我们进一步探讨了AlMgB14晶体和其他相似结构富B三元化合物硬度的起源,发现他们共同具有的B12二十面体骨架是决定硬度的主要因素.Al,Mg等金属元素主要通过向B12的电荷转移对材料硬度进行微调,Al-B之间形成了弱的共价键而Mg-B之间形成离子键,这点同时也为XPS实验谱图所证实.采用准简谐近似德拜模型,我们还研究了AlMgB14晶体的热学性质以及温度对体弹性模量的影响,发现体模量随温度增加明显的减小,同实验上提高衬底温度对硬度的增强呈现了相反的变化趋势.这从侧面说明了衬底温度提高导致的硬度增强并不是改变了材料的本征硬度,而可能由于加强了薄膜同衬底间附着力. 展开更多
关键词 磁控溅射 Al-Mg-B 超硬材料 力学性能 热力学性能
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超硬材料在精密加工中的应用现状与展望 被引量:5
14
作者 吕智 谢志刚 +7 位作者 林峰 莫培程 谢德龙 蒋燕麟 刘燕 王智慧 肖乐银 陈超 《超硬材料工程》 CAS 2018年第6期43-46,共4页
文章主要介绍了超硬材料在汽车、空调压缩机、航空航天、半导体、轴承、5G手机陶瓷背板、金刚石微粉深度加工以及生物医疗精加工等方面的应用现状,分析对比了国内外产品的差异,认为国内超硬材料应用在粗加工方面优势明显,精加工方面差... 文章主要介绍了超硬材料在汽车、空调压缩机、航空航天、半导体、轴承、5G手机陶瓷背板、金刚石微粉深度加工以及生物医疗精加工等方面的应用现状,分析对比了国内外产品的差异,认为国内超硬材料应用在粗加工方面优势明显,精加工方面差距较大。存在高端产品创新力度不强和上下游、产学研协同不足等问题,提出要加强基础研究和产品稳定性和针对性研究。预计国内超硬材料近几年在5G手机陶瓷背板加工、PCD、PcBN等方面将取得重大突破;国内精密加工产品会实质性进入汽车整车厂;政府和企业将会加大金刚石工具在半导体加工领域的投资和研发力度;超硬材料在航空航天、生物医疗领域的应用会加速。 展开更多
关键词 超硬材料 精密加工 应用 展望
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超高压物理实验技术虚拟仿真实验设计与实现 被引量:4
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作者 张勇 贾洪声 +1 位作者 刘惠莲 鄂元龙 《大学物理实验》 2022年第5期113-117,共5页
为解决传统高压物理实验教学中设备投入高、数量不足、实验空间受限等问题,自主开发了超高压物理实验技术虚拟仿真实验。该实验以超硬材料立方氮化硼的合成与分析过程为主线,划分为原料称量及预处理、六面顶压机高温高压合成样品及样品... 为解决传统高压物理实验教学中设备投入高、数量不足、实验空间受限等问题,自主开发了超高压物理实验技术虚拟仿真实验。该实验以超硬材料立方氮化硼的合成与分析过程为主线,划分为原料称量及预处理、六面顶压机高温高压合成样品及样品性能测试分析3个实验任务,实验操作允许学生在一定范围内自主设置实验参数、合成条件,通过不断仿真练习,形成对实验工艺流程、仪器设备操作的正确认识和超硬材料合成原理的深度理解,提升学生自主学习、探究问题、解决问题的能力。 展开更多
关键词 高压物理实验 超硬材料 虚拟仿真实验
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超硬立方BC_2N材料与金刚石的比较 被引量:5
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作者 孙弘 张翼 陈长风 《物理》 CAS 北大核心 2005年第6期414-417,共4页
最近有实验称成功合成超硬立方BC2N材料,其硬度仅次于金刚石.文章采用第一性原理计算方法,研究立方BC2N晶体材料的理想强度.计算结果显示,虽然立方BC2N晶体具有很大的弹性系数,但材料中化学成分的各向异性和原子键特性随外加应力变化的... 最近有实验称成功合成超硬立方BC2N材料,其硬度仅次于金刚石.文章采用第一性原理计算方法,研究立方BC2N晶体材料的理想强度.计算结果显示,虽然立方BC2N晶体具有很大的弹性系数,但材料中化学成分的各向异性和原子键特性随外加应力变化的非线性性质限制了立方BC2N晶体的强度.最硬的立方BC2N晶体结构的硬度应低于立方BN,后者为目前已知的第二硬材料.实验中观测到的立方BC2N材料的超硬特性应源自材料中的纳米颗粒效应.制备立方BC2N纳米复合材料将是合成新型超硬材料的新方法. 展开更多
关键词 金刚石 立方 纳米复合材料 第一性原理 非线性性质 计算方法 计算结果 晶体材料 弹性系数 晶体结构 应力变化 各向异性 化学成分 超硬材料 纳米颗粒 原子键 合成 实验 硬度 强度 理想
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聚晶立方氮化硼材料国内外研究现状与进展
17
作者 马金明 肖长江 +3 位作者 张群飞 陶宏均 汤黎辉 栗正新 《超硬材料工程》 CAS 2023年第1期43-47,共5页
由于PcBN材料优异的性能,使PcBN刀具在制造加工行业有着独特的优势。目前PcBN复合片主流的制备方法为高温高压一次烧结法。按照结合剂种类,PcBN材料分为金属型、陶瓷型和金属+陶瓷型。金属+陶瓷型PcBN综合了金属型和陶瓷型的性能优点,... 由于PcBN材料优异的性能,使PcBN刀具在制造加工行业有着独特的优势。目前PcBN复合片主流的制备方法为高温高压一次烧结法。按照结合剂种类,PcBN材料分为金属型、陶瓷型和金属+陶瓷型。金属+陶瓷型PcBN综合了金属型和陶瓷型的性能优点,被广泛的研究。PcBN的结合剂也由单一体系发展为现在的多元化体系,并涌现出一些新型结合剂,结合剂材料也成为PcBN材料性能优劣的关键因素。文章介绍了PcBN的分类,概述了PcBN材料的优异性能和应用,最后对PcBN材料的国内外研究现状与进展进行了阐述,为后面的研究者提供了一些经验。 展开更多
关键词 聚晶立方氮化硼(PcBN) 立方氮化硼(cBN) 超硬材料 综述
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国际工业金刚石行业发展形势与动态 被引量:2
18
作者 谈耀麟 《超硬材料工程》 CAS 2005年第2期35-39,共5页
进入21世纪,国际工业金刚石行业发生了一些重大事件。DeBeers是一个具有百余年历史的国际著名大企业,于2002年10月1日更名为ElementSix(元素6)。该公司以巨大的能量、速度和积极的思想取得了全球金刚石行业的主导地位,并将其未来业务的... 进入21世纪,国际工业金刚石行业发生了一些重大事件。DeBeers是一个具有百余年历史的国际著名大企业,于2002年10月1日更名为ElementSix(元素6)。该公司以巨大的能量、速度和积极的思想取得了全球金刚石行业的主导地位,并将其未来业务的发展定位在富于想像力的和与众不同的方向。GE公司超硬材料部是第一个合成人造金刚石的生产部门,也是世界上最主要的人造金刚石、立方氮化硼和聚晶金刚石制品的生产厂家,而今却被一家私人投资机构所收购。人造金刚石的问世已过去半个世纪,展望工业金刚石行业今后的发展,应该是扩大人造金刚石和其它超硬材料的规格品种,同时探索新型超硬材料并开拓其应用领域。 展开更多
关键词 工业金刚石行业 发展形势 综述 动态 超硬材料 企业
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超硬涂层材料滚动接触疲劳试验机的研制 被引量:4
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作者 杨育林 齐效文 张瑞军 《润滑与密封》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期43-45,51,共4页
在总结分析目前国内外表面超硬涂层零件接触疲劳失效行为评估技术的基础上,依据超硬涂层零件接触疲劳失效机制模型,自主研制了一种超硬涂层材料滚动接触疲劳试验机。介绍了该试验机的设计原理和特殊功能,采用该试验机对51306纳米超硬材... 在总结分析目前国内外表面超硬涂层零件接触疲劳失效行为评估技术的基础上,依据超硬涂层零件接触疲劳失效机制模型,自主研制了一种超硬涂层材料滚动接触疲劳试验机。介绍了该试验机的设计原理和特殊功能,采用该试验机对51306纳米超硬材料涂层轴承滚动接触疲劳失效行为进行了试验评定。试验证明所研制的超硬涂层材料滚动接触疲劳试验机智能检测控制系统能够动态探测诊断涂层轴承表面初始疲劳裂纹并实现急停,可捕捉试验轴承表面疲劳初始状态,为超硬涂层零件接触疲劳失效机制分析提供可靠的试验依据。 展开更多
关键词 试验机 滚动接触疲劳 超硬材料 涂层
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基于超快激光的PCD超硬材料加工研究
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作者 郝生财 曹康 +2 位作者 王海滨 贾云海 郭建梅 《电加工与模具》 2023年第5期44-48,共5页
选取聚晶金刚石(PCD)为研究对象,利用1064 nm皮秒激光采用不同激光功率、重复频率、加工速度、填充线宽、加工次数等参数进行加工,并对各区域的加工深度和烧蚀现象进行观测。结果表明,不同激光参数对PCD的烧蚀程度不同,其加工深度与激... 选取聚晶金刚石(PCD)为研究对象,利用1064 nm皮秒激光采用不同激光功率、重复频率、加工速度、填充线宽、加工次数等参数进行加工,并对各区域的加工深度和烧蚀现象进行观测。结果表明,不同激光参数对PCD的烧蚀程度不同,其加工深度与激光功率和加工次数呈正相关,与加工速度和填充线宽呈负相关。此外,加工PCD后出现了石墨化现象,证明皮秒激光对PCD超硬材料的烧蚀机制为石墨化机制。 展开更多
关键词 超快激光加工 聚晶金刚石 超硬材料
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