金刚石微粉制备方法,在相同结合剂含量条件下

其主要采用热压或冷压烧结制备而成，在此过程中金刚石会发生氧化反应，导致其性能下降，严重影响磨具使用效果。 本论文采取在金刚石表面涂覆保护性氧化物涂层来抑制金刚石的氧化反应。 Zn5(CO3)2(OH)6为ZnO的前驱体，由大量相互交错的纳米片组成，其焙烧工艺制度为：焙烧温度：300°C，焙烧时间为2h。

利用XRD、FESEM及DSC-TG对样品进行分析，证明所得ZnO晶型为六方纤锌矿型；ZnO涂层的厚度约为4.25μm；ZnO涂层的存在使得金刚石的起始氧化温度升高70°C。 其次，运用晶体生长理论探讨了过饱和度对涂层包覆效果的影响，从理论上解释了不同尿素含量与包覆效果的关系。 ，本文利用所制备的ZnO包覆的金刚石微粉及SiO2-B2O3-Al2O3系陶瓷结合剂制备了金刚石复合材料，金刚石在复合材料中的体积分数为25%，烧结方式为热压烧结，烧结工艺为：压力为28MPa，烧结温度为700°C，烧结时间为5min。 通过对复合材料的抗折强度及微观组织结构的分析，发现：ZnO涂层的存在使得复合材料的抗折强度增大了24%；致密度由90.6%提高到了97.4%。 结合剂以钛及其合金系和Ti（C、N）/Al系金属陶瓷为主，同时添加不同表面活性处理的SiC晶须和稀土氧化物。 通过改变结合剂成份来制备合成刀具用高韧性聚晶立方氮化硼（PcBN）复合片。

通过参考国内外有关PcBN制备合成的文献，同时结合自己的研究成果，探讨了影响PcBN刀具物理性能、切削加工性能的影响因素，提出优化配方及合成工艺的途径。 首先对纯结合剂进行了研究，以期为后面复合片的合成提供参考。

研究表明对钛合金系结合剂，不同元素的加入改变了钛合金系结合剂的综合性能，其中以W，Mo、Si次之，Ni、Mn在改变钛合金结合剂的硬度方面有显著作用。 对Ti（C、N）/Al系金属陶瓷结合剂，铝含量的多少对综合性能的影响最显著。 Al2O3、WC等硬质相的加入降低了结合剂的综合性能，Si的加入对其性能影响不明显，SiC晶须的加入对性能的恶化影响最严重。 通过测试PcBN复合片的磨耗比、抗冲击韧性、显微硬度等性能的测试，以及金相显微镜、X衍射分析和SEM等分析手段确定PcBN复合片的合成工艺性，探讨了不同添加组分对PcBN复合片性能的影响。 对于Ti及其合金结合剂：W、Mo、Si等元素的添加显著提高了复合片的综合性能。

Ni、Co的加入反而降低了Ti、Al合金复合片的性能。 Ti+Al+Mo+Si、Ti+Al+W结合剂合成的复合片综合性能测试性能。 同时指出了添加元素的线胀系数和晶体结构在结合剂选择时的重要性。

XRD分析表明，cBN与结合剂元素在高温高压条件下有不同的物相生成，生成的物相对复合片的性能影响非常明显。 对于金属陶瓷结合剂，Al是性能优异的添加剂，金属Al的含量不低于结合剂的30%，以保证反应活性。 稀土氧化物Y2O3、化学镀镍SiC晶须的添加提高了复合片的综合性能，尤其是抗冲击韧性。 陶瓷结合剂金刚石磨具由于具有良好的耐热、耐水、耐油、耐酸碱以及磨具形状保持性好、磨削效率高等优点，在机械加工领域有重要的应用价值和广阔的应用前景。

针对此问题，目前常采用金刚石磨料表面涂覆硅酸盐涂层或镀覆金属的方法，来提高金刚石磨料的抗氧化性能以及与陶瓷结合剂的结合强度。 主要研究结果如下所示： (1)基于溶胶凝胶法，制备组分摩尔比Na_2OB_2O_3Al_2O_3SiO_2=7.013.59.570.0的陶瓷结合剂，探讨了制备工艺参数对结合剂性能的影响。 (2)研究了采用溶胶凝胶法在金刚石表面涂覆TiO_2/Al_2O_3薄膜的方法，分析了TiO_2/Al_2O_3薄膜对金刚石性能改善的影响。 (3)采用溶胶凝胶法所制Li_2O-Na_2O-B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2陶瓷结合剂与金刚石磨料(RVD140/170#)混合后制备成砂轮，并对硬质合金轴承内圆进行磨削。 (4)分析了常规制备方法和溶胶喷雾干燥方法对金刚石微粉与陶瓷结合剂的混合物料及所制砂轮组织结构的区别，检测结果表明，在相同结合剂含量条件下，溶胶喷雾干燥方法所制砂轮的抗弯强度和硬度都高于常规方法所制砂轮。 通过对硬质合金轴承内圆的磨削实验，结果表明，溶胶喷雾干燥方法所制砂轮较常规方法所制砂轮磨削表面粗糙度低；与工厂实际使用的陶瓷结合剂绿碳化硅微粉砂轮相比，溶胶喷雾干燥方法所制金刚石微粉砂轮在磨削效率以及工件表面粗糙度等指标上都优于绿碳化硅砂轮。