【摘 要】
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金刚石及立方氮化硼均为性能优异的超硬材料,立方氮化硼在机械加工?切削刀具领域表现优异,而金刚石在石油?地质钻探等行业应用广泛?本文试图将二者的优异性能结合,以立方氮化硼?镀钛金刚石以及多种粘结剂为原料,利用高温高压烧结方法,制备一种以聚晶立方氮化硼为基体,金刚石颗粒为耐磨相的复合材料(PcBN-dia),以适应深孔坚硬岩层复杂条件下的钻探?在压力56 GPa?温度14001500℃?保温时间控制在
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金刚石及立方氮化硼均为性能优异的超硬材料,立方氮化硼在机械加工?切削刀具领域表现优异,而金刚石在石油?地质钻探等行业应用广泛?本文试图将二者的优异性能结合,以立方氮化硼?镀钛金刚石以及多种粘结剂为原料,利用高温高压烧结方法,制备一种以聚晶立方氮化硼为基体,金刚石颗粒为耐磨相的复合材料（PcBN-dia）,以适应深孔坚硬岩层复杂条件下的钻探?在压力56 GPa?温度14001500℃?保温时间控制在1000s以内,制备出PcBN-dia新型复合材料?利用多种分析手段,如扫描电镜（SEM）?X射线衍射仪（XRD）?能谱分析仪（EDS）?拉曼分析仪（Raman光谱）等对该复合材料的界面结合情况?组织形貌?物相成分进行了分析,并对材料的显微硬度?耐磨性?耐热性?抗冲击性等力学性能进行了测试?结果表明:金刚石颗粒良好地分布在立方氮化硼基体中,金刚石未发生石墨化,PcBN基体与金刚石颗粒的界面结合紧密,在界面处含有TiN?AlN和TiB2等化合物,这有利于PcBN基体对金刚石颗粒的牢固包裹?PcBN基体的显微硬度约为40GPa,PcBN-dia复合材料相对于标准碳化硅砂轮的磨耗比为45163,耐热性为1148℃,且具有良好的抗冲击性能?与传统的金属基体-金刚石复合材料?PDC及PcBN相比,PcBN-dia的某些性能指标具有其独特的优势,可望在地质钻探?石油天然气钻井?石材加工等领域获得应用。
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