碳纳米葱(OLC)与微米金刚石(MD)烧结制备纳米聚晶金刚石复合材料(nPCD)的表征分析

作     者：李艳国 代利峰 王志伟 邹芹 LI Yanguo;DAI Lifeng;WANG Zhiwei;ZOU Qin

作者机构：燕山大学亚稳材料科学与技术国家重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004 

出 版 物：《超硬材料工程》 (Superhard Material Engineering)

年 卷 期：2024年第36卷第5期

页      面：1-11页

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：河北省高校重点科研项目ZD2021099 

主　　题：纳米聚晶金刚石(nPCD) 洋葱状碳(OLD) 微米金刚石(MD) 高压高温 相变 

摘      要：在4~6GPa/1000~1400℃/5~30min条件下,用微米金刚石(MD)和碳纳米葱(OLC)混合物作为原材料制备了纳米聚晶金刚石(nPCD)复合材料。采用XRD、FESEM、HRTEM、Archimedes原理和Vickers硬度计表征了nPCD复合材料的组成、形貌、微观结构、密度和硬度。研究了MD和烧结参数对nPCD复合材料的组成、微观结构、性能。结果表明,MD在nPCD复合材料中分布均匀。MD作为晶核促进OLC向金刚石的转换。烧结压力的增加提高了nPCD复合材料的密度和硬度。当烧结压力从4GPa提高到6GPa时,nPCD复合材料的密度从2.72g/cm^(3)增加到3.02g/cm^(3),硬度从41.85GPa增加到56GPa。提高烧结温度和延长保持时间使nPCD复合材料的密度和硬度先升高后降低。在nPCD复合材料中nPCD区域具有孪晶结构。孪晶结构的存在提高了nPCD复合材料的硬度。