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热爆反应合成AlN-SiC材料

粉末冶金材料科学与工程 2013年第2期18卷 265-269页

作者：梁宝岩穆云超樊平中原工学院材料与化工学院郑州450007 郑州华晶金刚石股份有限公司郑州450001

采用Al、Si粉和C0.36N0.64粉末为原料,通过化学炉诱发热爆反应合成技术,制备AlN-SiC固溶体粉体。采用XRD和SEM确定合成试样的物相组成和观察样品的显微形貌。研究结果表明,通过热爆反应可合成AlN-SiC固溶体材料,当原料中C0.36N0.64粉末... 详细信息

采用Al、Si粉和C0.36N0.64粉末为原料,通过化学炉诱发热爆反应合成技术,制备AlN-SiC固溶体粉体。采用XRD和SEM确定合成试样的物相组成和观察样品的显微形貌。研究结果表明,通过热爆反应可合成AlN-SiC固溶体材料,当原料中C0.36N0.64粉末过量时,可合成单相AlN-SiC固溶体材料。样品由许多六角片状细小晶粒和尺寸较大的AlN-SiC固溶体晶粒组成,晶粒边长分别约为1.5μm和20μm。结合动力学和热力学分析,讨论了热爆反应合成AlN-SiC固溶体的反应合成机理。C0.36N0.64先发生分解生成N2和C,然后,Al与N2反应,生成AlN,反应放出大量的热,诱发热爆反应的发生。最后,AlN与Si、C反应,或Si3N4与C和N2反应,生成AlN-SiC固溶体。

关键词： AlN SiC 热爆反应反应机制

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亚稳超硬功能材料B-C-N的研究

金刚石与磨料磨具工程 2004年第4期24卷 36-39页

作者：穆云超樊平中原工学院郑州450007

B -C -N系列材料中 ,由于BC和N的组分含量不同 ,使其原子排布和晶体结构出现差别 ,性能上也出现料功能材料和超硬材料的两个系列。利用量子力学第一性原理 ,对可能存在的B -C -N系列材料进行计算 ,并对不同B、C、N含量的BxCyNz进行分析... 详细信息

B -C -N系列材料中 ,由于BC和N的组分含量不同 ,使其原子排布和晶体结构出现差别 ,性能上也出现料功能材料和超硬材料的两个系列。利用量子力学第一性原理 ,对可能存在的B -C -N系列材料进行计算 ,并对不同B、C、N含量的BxCyNz进行分析其原子排布和晶体结构 ,可以预测BCN系材料可分为功能材料和超硬材料的两个系列。合成方法千差万别 ,可人们只对BCN型化合物进行研究 ,而忽视了其它成分化合物的分析。同时触媒的作用也未引起人们重视。笔者针对研究中现存的问题提出了自己的高温高压合成技术路线。强调触媒的选择是解决大颗粒单晶产生的关键 ,而计算材料、设计材料、材料合成、材料分析是研究B -C -N的必由之路。

关键词： B—C—N晶体结构性能触媒高温高压合成

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自蔓延高温合成Ti(C,N)材料

人工晶体学报 2012年第5期41卷 1436-1439页

作者：穆云超郭建梁宝岩中原工学院材料与化工学院郑州450007

采用Ti粉和一种CNx前驱物粉体为原料,通过自蔓延高温合成技术,制备了单相Ti(C,N)材料。并研究了添加过量Ti对反应合成Ti(C,N)材料的影响。研究结果表明,自蔓延反应会产生很高的温度,温度达2782 K。燃烧产物组织均匀,Ti(C,N)颗粒平均大... 详细信息

采用Ti粉和一种CNx前驱物粉体为原料,通过自蔓延高温合成技术,制备了单相Ti(C,N)材料。并研究了添加过量Ti对反应合成Ti(C,N)材料的影响。研究结果表明,自蔓延反应会产生很高的温度,温度达2782 K。燃烧产物组织均匀,Ti(C,N)颗粒平均大小约为3μm。当原料中Ti含量过量时,容易生成多种C和N配比不同种类的Ti(C,N)材料。最后,通过淬熄实验提出了一种自蔓延反应合成Ti(C,N)的机理。

关键词： Ti(C,N) 自蔓延高温合成 CNx前驱体

喷射共沉积技术在金属结合剂金刚石工具制备中的应用研究

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金刚石与磨料磨具工程 2005年第3期25卷 33-35页

作者：穆云超郭基凤樊平中原工学院郑州450007

喷射共沉积技术在颗粒增强金属基复合材料的制备中已经有了较为成熟的应用,本文在分析了金属结合剂金刚石工具和颗粒增强金属基复合材料的相似性基础上,研究了利用喷射共沉积技术制备金属结合剂金刚石工具制备的可行性。并通过试验对比... 详细信息

喷射共沉积技术在颗粒增强金属基复合材料的制备中已经有了较为成熟的应用,本文在分析了金属结合剂金刚石工具和颗粒增强金属基复合材料的相似性基础上,研究了利用喷射共沉积技术制备金属结合剂金刚石工具制备的可行性。并通过试验对比分析,探讨了该工艺在金刚石工具生产中的适用性。发现用该工艺试制的试样有金刚石热损耗低、金刚石分布均匀、基体金属对金刚石有较高的把持力、较高的耐磨性和磨削效率等特点。该工艺在大规格、高厚度的金刚石工具制造中会有较高的使用价值。

关键词：喷射共沉积金属基复合材料金属结合剂金刚石工具

基于有限元对Ag-Cu-Ti钎焊金刚石膜残余应力分析

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金刚石与磨料磨具工程 2006年第4期26卷 26-28页

作者：穆云超卢金斌中原工学院材料与化学工程系郑州450007

采用Ansys有限元分析软件运用非线性分析的方法对Ag-Cu-Ti钎焊金刚石膜后的残余应力进行了数值模拟。在模拟中考虑了温度对材料性能的影响,计算了钎料对金刚石的热应力,并给出了钎料不同厚度情况下的残余应力。而后采用激光拉曼光谱对... 详细信息

采用Ansys有限元分析软件运用非线性分析的方法对Ag-Cu-Ti钎焊金刚石膜后的残余应力进行了数值模拟。在模拟中考虑了温度对材料性能的影响,计算了钎料对金刚石的热应力,并给出了钎料不同厚度情况下的残余应力。而后采用激光拉曼光谱对应力进行测量表明,有限元模拟结果与试验测试数据相吻合,相对误差不超过10%。

关键词：有限元残余应力金刚石膜钎焊

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Ni-Cr合金钎焊镀钛金刚石的研究

金刚石与磨料磨具工程 2006年第6期26卷 19-21页

作者：卢金斌穆云超中原工学院材料与化学工程学院

本文利用真空炉中钎焊的方法,采用N i-Cr合金钎料,适当控制钎焊温度,保温时间和冷却速度,实现了镀钛金刚石与钢基体的高强度连接。并用深腐蚀处理钎焊后的试样,使金刚石脱离基体,用扫描电镜,X-射线能谱,对金刚石表面的碳化物进行了分析... 详细信息

本文利用真空炉中钎焊的方法,采用N i-Cr合金钎料,适当控制钎焊温度,保温时间和冷却速度,实现了镀钛金刚石与钢基体的高强度连接。并用深腐蚀处理钎焊后的试样,使金刚石脱离基体,用扫描电镜,X-射线能谱,对金刚石表面的碳化物进行了分析,剖析了N i-Cr合金与镀钛金刚石的接口微区结构。结果表明:在钎焊过程中,钎料在金刚石表面形成富铬层并与金刚石表面的C元素反应生成Cr7C3和Cr3C2,其中Cr7C3呈笋状生长,Cr3C2呈片状生长,而Ti却并没有在表面形成碳化物。这主要是因为Ti元素与N i的结合力大于Ti与C的结合力,因此,实现N i-Cr合金与镀钛金刚石高强度冶金结合的,是活性钎料中的Cr元素。

关键词：钎焊碳化物镀钛金刚石活性元素

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钛基钎料真空钎焊立方氮化硼的分析

焊接学报 2010年第5期31卷 57-60页

作者：卢金斌穆云超孟普中原工学院材料与化工学院郑州450007 中原工学院高档超硬材料工具河南省工程实验室郑州450007

采用Ti-Zr-Ni-Cu钎料在优化钎焊温度和时间下对CBN磨粒进行了真空钎焊试验,实现了CBN与钢基体的高强度连接.采用SEM对CBN表面化合物三维形貌进行了观察分析,采用EDS分析了CBN表面化合物及钎料与钢基体界面成分变化,采用XRD对焊后的CBN... 详细信息

采用Ti-Zr-Ni-Cu钎料在优化钎焊温度和时间下对CBN磨粒进行了真空钎焊试验,实现了CBN与钢基体的高强度连接.采用SEM对CBN表面化合物三维形貌进行了观察分析,采用EDS分析了CBN表面化合物及钎料与钢基体界面成分变化,采用XRD对焊后的CBN磨粒及其表面的化合物进行了物相分析,最后对CBN试样进行了断口分析.结果表明,CBN表面生成了Ti元素的的针状、块状化合物TiB2和TiN,磨粒与钎料间界面形成化学冶金结合,这正是CBN与Ti-Zr-Ni-Cu有良好润湿性和高强度连接的主要原因.断口形貌的分析表明,CBN与Ti-Zr-Ni-Cu钎料间的断口发生在CBN磨粒内部,说明CBN磨料与Ti-Zr-Ni-Cu合金钎料的结合强度大于CBN磨粒本身的强度.

关键词：真空钎焊钛基钎料立方氮化硼

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微米金刚石在化学复合镀中的合成与性能

金刚石与磨料磨具工程 2004年第6期24卷 16-18页

作者：张振国刘英穆云超中原工学院郑州450007

在磨料磨具行业中 ,超硬材料金刚石的应用一直是行业研究、关注的问题。本文结合化学复合镀 ,扩展金刚石的应用 ,将微米金刚石与Ni-P镀液化学复合 ,探讨了复合镀层的沉积机理 ,以及微米金刚石对复合镀层硬度和耐磨性的影响。结果表明 :... 详细信息

在磨料磨具行业中 ,超硬材料金刚石的应用一直是行业研究、关注的问题。本文结合化学复合镀 ,扩展金刚石的应用 ,将微米金刚石与Ni-P镀液化学复合 ,探讨了复合镀层的沉积机理 ,以及微米金刚石对复合镀层硬度和耐磨性的影响。结果表明 :加入的金刚石颗粒均匀地分布于Ni -P基体中 ,可以使镀层晶粒细化 ,起弥散强化作用 ,从而极大提高复合镀层的耐磨性 ,但对硬度的影响较小。改变金刚石的加入量对镀速的影响很小 ;随镀液金刚石加入量的增加 ,镀层金刚石含量先是迅速增加 ,以后增加趋势越来越缓慢 ,达到顶点后开始下降 ;镀层对金刚石微粒的俘获能力是有限的。

关键词：微米金刚石化学复合镀复合镀层耐磨性能

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燃烧反应合成钒铝碳材料

粉末冶金材料科学与工程 2013年第3期18卷 447-451页

作者：梁宝岩张洁穆云超中原工学院材料与化工学院郑州450007 郑州华晶金刚石股份有限公司郑州450001 郑州磨料磨具磨削研究所郑州450001

以V、Al和C粉末为原料,采用燃烧反应合成技术制备V2AlC材料,比较了2种燃烧合成方式,即热爆合成与自蔓延高温合成工艺对反应合成V2AlC的影响。对V-Al-C体系进行热力学分析,利用X射线衍射和扫描电镜对合成产物进行物相组成和产物形貌分析... 详细信息

以V、Al和C粉末为原料,采用燃烧反应合成技术制备V2AlC材料,比较了2种燃烧合成方式,即热爆合成与自蔓延高温合成工艺对反应合成V2AlC的影响。对V-Al-C体系进行热力学分析,利用X射线衍射和扫描电镜对合成产物进行物相组成和产物形貌分析,探讨反应合成V2AlC材料的反应机制。研究结果表明,2V/Al/C粉体热爆合成产物的主相为V2AlC和少量的VCx和AlV3。2V/Al/C的热爆产物中V2AlC晶粒呈板条状形貌,长度约为10μm。原料中添加过量的Al,可消除AlV3副产物,并可显著促进V2AlC的合成,但不会形成单相V2AlC。添加适量的Sn可促进单相V2AlC的合成。2V/Al/C粉体自蔓延高温合成的产物的主相为V2AlC,少量为VC0.75。原料中添加过量的Al,可促进V2AlC单相反应合成。2V-Al-C体系的绝热燃烧温度达2 767 K。并提出反应合成V2AlC的反应机制,即VC与V-Al液相反应合成板条状晶粒的V2AlC材料。

关键词： V2AlC 燃烧反应合成