一、金刚石生产的加热方法（论文文献综述）
司浩,秦建,钟素娟,龙伟民,王自东,沈元勋,董显[1]（2021）在《钎涂技术的研究进展》文中研究指明1郑州机械研究所有限公司新型钎焊材料与技术国家重点实验室,郑州4500012北京科技大学材料科学与工程学院,北京100000
邓胜礼[2]（2021）在《氮空位原子自旋传感器小型化集成关键技术研究》文中提出集成化、芯片化是传感器件未来的发展趋势,以金刚石氮空位（Nitrogen-Vacancy,NV）自旋结构为敏感核心的固态原子自旋传感器件以其兼具室温调控和全固态集成制造等方面的独特优势,成为量子传感与精密测量领域最具工程化应用潜力的方向之一。本文针对金刚石氮空位原子自旋传感器小型化集成关键技术开展相关研究工作,围绕金刚石氮空位自旋结构激发、荧光收集、微波驱动与信息解算等各功能模块要求,进行关键模块的小型化研究,并完成系统整体集成。本文首先对金刚石氮空位色心在磁场、温度场、应力测试和加速度计等方面的传感应用及其小型化集成研究情况进行了介绍,接着以NV色心能级结构和自旋磁共振传感机理为基础,结合光探测磁共振技术,对其自旋磁共振效应与荧光信号收集技术及理论进行了介绍。然后以器件的小型化为目标,先对金刚石氮空位自旋结构的制备方法进行了介绍,再针对含有传感信息的荧光信号高效收集设计了一种集成光路结构,可实现约为65.33%的荧光收集效率;同时设计了一款双Ω型天线,其可提供304 mm3体积的微波均匀强度分布场,并使得金刚石NV色心对比度较传统单铜线天线提高4.89倍;最后在4 cm×4cm×9 cm的封装尺寸内实现对含有激光光源、金刚石、高效荧光收集集成光路结构、微波天线以及光电探测等模块的小型化器件整体集成,仅需外接供电并于输入端口输入微波信号,便可输出NV色心ODMR信号。最后对用于传感信号实时读取和解算的微波调制解调自旋传感信息解算方法进行了介绍,给出了最优调制参数和最优PID参数的找寻办法并确定了其最优值。并通过温度传感效应测试和磁传感效应测试对小型化器件进行了应用测试,得到其温度传感实测灵敏度为-98.5 k Hz/K,线性度良好,磁传感实测灵敏度为0.09 m V/n T,散粒噪声极限为0.8 n T/Hz1/2,并可有效识别磁场大小和方向。本文针对氮空位原子自旋传感器小型化集成关键技术研究开展的探索与工作,实现金刚石NV色心传感前端通用器件的小型化集成,可通过与不同结构及信息解算系统搭配实现对不同物理场的的传感测量,将有助于推动金刚石NV色心固态原子自旋传感器件的工程化应用。
于大伟[3]（2021）在《激光原位辅助金刚石印压微孔成形机理研究》文中认为随着现代工业的飞速发展,超精密仪器及设备被广泛应用到各个领域,微孔的应用范围也越来越广,对微孔质量的要求也越来越高。针对超声波侧漏仪标定样件对微孔的使用需求,已经提出了印压加工的微孔成形方法,但现有印压加工技术存在加工硬化现象,在微孔边缘产生微裂纹,大大降低了标定样件的使用寿命,对此,本文提出一种基于激光原位辅助金刚石圆锥压头单向印压微孔的成形方法,激光穿过圆锥压头,照射到纯铜薄片上,对纯铜薄片进行加热软化,并通过圆锥压头进行印压加工,以实现超微孔的成形加工。该方法既可以满足不同工况的加热要求,也便于控制加工温度,可有效提高微孔的加工质量,抑制微孔边缘微裂纹的萌生与扩展,延长标定样件的使用寿命。本文首先对纯铜薄片热变形机理进行分析,印压加工中,微孔边缘微裂纹的萌生与扩展情况是衡量成孔质量的重要因素,从微观晶粒的角度分析不同加工温度下纯铜动态再结晶过程,建立晶粒尺寸与微裂纹之间的关系,并根据二者之间的关系从理论分析角度确定适宜的加工温度范围;印压加工中所用的圆锥压头为轴棱锥,对光在轴棱锥中的传输特性进行简要分析,基于COMSOL仿真软件对激光穿过不同锥角圆锥压头后,电场模的分布情况进行分析,由此确定激光能量损失最小的圆锥压头,并根据实际的加工需求,设计激光原位辅助印压加工所需的圆锥压头;对激光与纯铜薄片之间的能量传输进行分析,确定纯铜薄片对不同波长激光的吸收率。然后对激光照射下纯铜工件的温度场分布情况进行有限元仿真分析,分析不同激光功率下纯铜薄片温度场分布,并根据得到的仿真结果,通过改变激光功率控制温度,对激光原位辅助金刚石印压微孔的加工过程进行模拟仿真,分析了不同基底、不同温度下的成孔时刻以及工件表面隆起高度,并利用DEFORM-3D有限元分析软件中Microstructure模块对不同加工温度下晶粒的变化情况进行分析,对晶粒的演变规律进行归纳总结;利用激光原位辅助印压加工的优势,设计四种不同的加工方案,将四种方案的加工效果进行对比,选取最优的加工方案,为后续实验研究奠定基础。最后对印压装置进行进一步开发,使其能够满足激光原位辅助金刚石印压加工的要求,并制定实验方案。通过大量的对比实验,确定了圆锥压头锥角与钝圆半径、基底、加工温度以及不同工况对印压成孔的影响规律,总结出最优的加工参数,验证本文理论分析以及模拟仿真部分的准确性,为形成具有自主知识产权的激光原位辅助金刚石印压微孔技术奠定基础。
李石才[4]（2021）在《硬质合金表面镍-金刚石涂层的电化学沉积工艺及性能研究》文中研究说明硬质合金刀具拥有良好的综合性能,它能够满足不同行业的需求。三孔硬质合金刀片是现代工业生产中常使用到的刀具,经常被用来分切各种塑料薄膜、纸张、布匹、金属板等。但随着新材料、新工艺的出现,工业生产对硬质合金刀具又提出了更高的要求。因此,硬质合金表面再制造技术急待取得新的突破。电沉积作为一种成熟、低沉本的工艺,在现代工业制品中仍占据较大比重。本文以硬质合金刀片为研究基体,探究一种在其表面电化学沉积镍基纳米金刚石涂层的新工艺,在保证镀层结合力的同时尽可能提高其表面硬度和镀层的耐磨性能。硬质合金表面不同于普通钢材,因其制作工艺的特点,刀片基体内含有大量微孔,微孔内含有杂质、润滑油、离子等,导致电沉积时出现结合力差,甚至施镀困难的现象,因此需要针对其粉末冶金的特点去制定特殊的表面预处理方案。本文通过将硬质合金基体在酸碱溶液中浸泡,利用划痕仪确定了适合三孔硬质合金刀片的预处理流程。为保证纳米级金刚石在镀液中的均匀分散,实验选用了多种分散剂去验证其分散效果,利用粒径分布测试仪测量金刚石悬浮液的粒径分布,最终确定了分散剂的选用及其使用浓度。涂层制备时采用单一因素分析分别研究金刚石和分散剂两者添加量对镀层硬度和表面形貌的影响规律,再利用正交试验确定了分散剂和金刚石的使用配比,通过优选后的数据制备镍基纳米金刚石镀层和纯镍镀层,最后在转盘式摩擦磨损试验机上以相同的载荷旋转10min,通过金相显微镜的目镜刻度观察磨痕的宽度。正交实验中以硬度为主要评价标准,排列出三因素三水平共计九组实验,通过使用spass软件对正交试验数据分析,优化出最优的实验数据。摩擦磨损实验不仅获得了涂层的摩擦系数,还可以分析磨痕的宽度和磨损形式,充分判别金刚石复合镀层的耐磨能力。实验结果表明,合适的硬质合金预处理流程不仅增加镀层与基体的结合力,而且解决了硬质合金刀片在制备镍基纳米金刚石时不易沉积的问题,其中混酸处理10s,Murakam溶液处理25min时硬质合金不仅表面粗糙度由430nm增加到487nm,而且划痕形貌显示其结合力最好;仅仅采用Murakam溶液刻蚀15min之内时,镀层结合力也由23.44N逐渐增加到122.23N。在金刚石浓度为0.5g/L、金刚石粒径为50nm悬浮液中,当分散剂5040添加浓度为4g/L时,金刚石粒径分布为64nm,而未添加分散剂粒径分布为372nm,且分散剂5040浓度为1g/L时金刚石粒径分布达到44nm,分散剂的选用降低了镀液中金刚石的团聚现象。同时,在电沉积过程中发现,分散剂5040的加入使镀层中金刚石粒径团聚现象大大降低。正交实验数据显示,复合镀层的硬度与金刚石粒径大小呈正比,与分散剂浓度大小呈反比,正交优化后的参数是金刚石粒径250nm、金刚石添加量4g/L、分散剂添加量0.5g/L,正交试验后硬度可以达到860HV,较纯镍镀层500HV有极大地提高。摩擦磨损实验表明金刚石颗粒的加入,镀层的表面摩擦系数由纯镍的0.2487降低为0.1794,磨痕宽度也从0.44mm降低为0.4mm,镀层耐磨性能得到一定提升。
夏名强[5]（2021）在《激光原位辅助金刚石刀具的耦合传热效应研究》文中进行了进一步梳理激光原位辅助金刚石刀具可实现硬脆材料的韧性加工,可以提高材料表面质量,同时也能提高刀具寿命,被广泛应用于工程陶瓷、石英、玻璃等硬脆材料的超精密加工。激光透过金刚石刀具时,激光会与刀具产生折射、反射以及吸收等一系列等复杂变化,对激光能量造成损耗。同时金刚石刀具吸收激光能量在其内部会产生热能,使得金刚石刀具产生热变形,进而影响加工精度,同时增加刀具热疲劳效应。目前对于激光与金刚石刀具的耦合效应研究较少,且没有考虑刀具吸收能量产生的热效应。因此研究激光原位辅助金刚石刀具过程中的激光能量传输及刀具的热效应对于硬脆材料的超精密加工具有重要意义。本文首先从理论上推导了激光在金刚石中的传播与吸收过程,针对强激光对金刚石的损伤进行了详细介绍,并推导了金刚石在脉冲激光下的损伤模型。通过单晶锗的二维车削仿真,分析了切削参数与刀具参数对于单晶锗高压相变区的影响规律,为金刚石刀具设计以及激光入射选择提供理论指导。然后通过建立激光与普通圆弧刃金刚石刀具的能量耦合模型,分析了激光透过普通圆弧刃金刚石刀具后的能量密度及其分布,分析表明激光透过普通金刚石刀具会导致激光束发散,激光束能量不集中。针对这一问题,设计了一种前刀面与底面平行的金刚石刀具,经过模拟分析,得出了这种结构的金刚石刀具减少激光能量的损失,提高激光在金刚石刀具中的能量的传输效率,并同时对其强度进行了校核验算。利用有限元软件对刀具吸收激光能量产生的温度场与应力场进行了耦合仿真分析,研究了刀具温度场与热变形随激光辐照的变化关系。结合对金刚石刀具的温度分析,通过有限元软件分析分析了刀具热效应对于刀具疲劳寿命的影响,并对不同激光功率下刀具疲劳寿命进行了计算。最后通过搭建实验平台进行验证,模拟验证激光原位辅助金刚石刀具加工过程中因吸收激光能量刀具产生的传热效应以及刀具的热伸长规律。最后,依托同步开发的激光原位辅助金刚石刀具切削试验装置,通过控制加工参数一致的对比实验方法,建立普通圆弧刃车刀与设计改进的金刚石刀具对单晶锗的车削试验。同时分析了不同加工方案下对单晶锗加工质量的影响,得到了加工锗的相关工艺参数,并研究了普通圆弧刃刀具与改进的金刚石刀具磨损规律,进而验证了改进的金刚石刀具结构能提高激光的传输效率与对材料的加热软化效果,并能减低刀具吸收激光能量产生的热疲劳效应,显着降低刀具磨损速度。
马凯[6]（2019）在《硅、碳基负极电化学性能的研究以及高压装置的设计试制》文中认为随着社会的发展,较低比容量的商业石墨负极已无法满足日益增长的能源需求。我们尝试制备了高容量的硅基复合电极材料,希望能缓解硅的体积膨胀,又避免硅的不良导电性带来的容量衰减问题;使用熔盐锌热法制备了三维多孔碳材料,用于高倍率的钾离子电池负极。主要内容有:（1）为了改善硅的导电性,将硅与金属锗进行了复合。锗的导电性远大于硅,而且可以与金属锂形合金储锂。电极物质荷载量1mgcm-2左右时,纯硅和SG-4初始放电和充电容量分别为3216.2/2532.7和2780.4/1964.6 mAh g-1,库伦效率分别为78.7%和70.6%。与纯硅相比,硅/锗复合物表现出更好的循环性能。电流密度为0.6 Ag-1时,经150圈充放电循环后纯硅容量由3114 mAh g-1降至637 mAh g-1,SG-4 由 2040.3 mA h g-1 降至 1761.0 mAh g-1,容量保持率较好。电流密度分别为0.2,0.6,1.2,2.4,5 and 10Ag-1时对应SG-4比容量分别为2207.2,1899.2,1535.9,1103.6,800.6 和 542 mAh g-1。当电流密度为 2 Ag-1 时,经 500圈循环后SG-4比容量仍高达1415.5 mA hg-1。（2）研究了作为钾离子负极材料的碳,采用熔盐锌热法,以蔗糖为前驱体成功制备了三维多孔碳材料,并将其用作钾离子电池负极材料。所制备的三维多孔碳具有大量相互贯通的孔道,有效地缓解了电极在充放电循环过程中的体积效应,电解液对电极的浸润性得到提高,钾离子扩散路径缩短,因此循环稳定性和倍率性能得到提升。3-D多孔碳电极在0.5 Ag-1的电流密度下,经2500次循环后比容量仍可达174.6 mAh g-1,甚至在4.4 A g-1的高倍率下容量仍保持在170 mAh g-1,是一种极具前景的钾离子电池负极材料。（3）高压实验的研究往往与设备的研究是分不开的,目前,能够在高压下实现稳定压力并且适应各种化学反应体系的高压装置很少。试制了两面顶高压实验装置和稳定压力反应器,可以研究一些压力不高以及有液体反应物的体系。设计这种装置的目的是在化学反应过程中出现压力波动时及时稳定压力。装置设计和实验表明可稳定压力高压装置结构是可行的,具备良好应用前景。
叶小磊[7]（2019）在《超硬材料用金属基—金刚石复合材料微波强化烧结制备研究》文中指出由金属基-金刚石复合材料制备的超硬材料制品,广泛应用于地质钻探、石油开采、建筑及精密加工等领域。随着相关行业的发展,对金属基金刚石复合材料的制备方法及材料综合性能提出了更高要求。微波作为一种新型能量载体,在烧结过程中表现出整体加热、能量原位转化、降低活化能等优点,是优化制备方法及提升复合材料性能的有效途径。本文以典型的金属基-金刚石复合材料为研究对象,开发配方适应性良好的微波烧结新技术。针对金属粉体在微波场中的升温特性研究,获得了金属粉体在微波场中的升温规律。依据金属基-金刚石复合材料的配方设计原则,选定了三类金属基-金刚石复合材料（Fe-Cu基、Fe-Cu预合金基和Cu基）配方,通过对复合材料的微观组织结构及力学性能分析,获得了适应性的微波烧结参数:Fe-Cu基微波热压烧结最优工艺参数为烧结温度850℃,烧结时间5 min,热压压力25 KN;Fe-Cu预合金微波热压烧结工艺参数为烧结温度840℃,烧结时间5 min,热压压力25 KN;Cu基金刚石复合材料微波无压烧结工艺参数为烧结温度900℃、冷压压力395 MPa、烧结时间30 min。与常规烧结相比,采用微波烧结得到的复合材料对金刚石磨料具有更好的把持状态,制备的复合材料均表现出更优的综合力学性能（如抗弯强度、冲击韧性和耐磨性）,同时微波烧结在降低烧结温度、缩短烧结时间、烧结组织均匀化等方面有明显优势,尤其是微波无压烧结在确保力学性能相当的前提下,将无压烧结总时间从325 min降低到150 min,大幅降低了产品的生产成本。
张子煜[8]（2018）在《基于高频感应加热的钎焊金刚石线锯基础研究》文中认为金刚石具有硬度高、热稳定性好、导热性好等优点,各型固结金刚石线锯已在硅晶体、蓝宝石等材料的高精密切片加工中得到了广泛应用。应用实践表明,传统的固结金刚石线锯（树脂或电镀金刚石线锯）表面磨粒结合力来源主要为机械镶嵌作用,存在磨粒把持强度低,磨料及结合剂层容易脱落等缺点,制约了金刚石磨料磨削性能的充分发挥。为了解决上述问题,基于活性钎料液相条件下与金刚石及钢丝基体的化学冶金反应,可以实现金刚石与钢丝的高强度钎焊连接,解决了传统固结金刚石线锯磨料把持强度低这一根本问题。本文完成的创新性研究工作主要包括:（1）开发了可实现高效自动化生产的钎焊金刚石线锯制备工艺,设计并搭建了钎焊金刚石线锯自动化制备平台。分析了钎焊金刚石线锯的构成,优选了钎焊金刚石线锯的原材料,在此基础上,确定了钎焊金刚石线锯制备的工艺流程,据此设计并搭建了自动化生产平台,确定了每个制备环节的工艺参数。结果表明,以Cu-Sn-Ti合金作为钎料,KSC82碳素钢丝作为基体,金属丝进给速度为17.44mm/s,感应加热电源的输出功率3kW,保温时间为1.5s较为合理。（2）实现了金刚石磨粒与钢丝基体的高强度连接,并揭示了金刚石磨粒把持力的来源。分析了钎焊热处理对金刚石强度的影响,利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析了金刚石钎焊形貌、钎焊界面微观结构以及界面新生化合物。结果表明,钎焊热处理过程前后金刚石抗压强度和冲击强度无明显变化,当感应加热功率为3kW,保温1.5s,氩气通入流量为15L/min的条件下可获得较佳的磨粒钎焊形貌,金刚石钎焊界面附近钎料合金具有明显的爬升形态,磨粒实现较高强度的把持。金刚石钎焊界面处TiC新生相的形成是实现金刚石磨粒浸润的根本原因。合金钎料中的Ti元素在金刚石钎焊界面富集偏析,界面新生相TiC为Cu-Sn-Ti合金润湿金刚石磨粒提供了―桥梁‖,界面处TiC以TiCX（X=0.47-0.95）间隙相形式存在。（3）分析了钎料合金表面显色机理,评估了钎焊气氛对金刚石磨粒钎焊效果的影响。利用光学显微镜和能谱仪分析了不同氩气通入流量条件下线锯表面Cu-Sn-Ti合金层的微观形貌及微区元素分布特征。结果表明,线锯表面显色的差异取决于工作层合金中的Ti氧化程度。氩气通入流量参数的变化影响钎焊气氛氧分压,直接影响Cu-Sn-Ti合金层表面Ti元素氧化物薄膜的厚度,决定了钎料合金表面的可见颜色类型。当氩气流量小于5L/min时,金刚石钎焊界面Ti元素氧化导致磨粒把持强度大大降低。当氩气流量大于10L/min时,金刚石钎焊界面Ti元素氧化程度明显下降。（4）分析了不同应力载荷条件下钎焊金刚石线锯的力学性能以及工作层失效特征及机理,为钎焊金刚石线锯的工程应用提供了数据支撑和理论基础。通过拉伸力学性能实验、弯曲疲劳实验及扭转实验,分析了钎焊金刚石线锯在不同的应力载荷条件下力学性能及工作层失效特征。结果表明,钎焊金刚石线锯的综合力学性能可以满足花岗岩切片加工的实际需求。线锯在不同载荷条件下工作层表面的微观裂纹均符合典型的张开型裂纹特征。减小线锯张紧力、弯曲疲劳曲率、提高线锯表面磨料分布的均匀性可以有效的降低线锯工作层表面裂纹发生的概率。（5）制作了长度500m标称直径为1.12mm的钎焊金刚石线锯,将其用于花岗岩板材切片加工试验,验证了该新型金刚石线锯的综合性能。实验结果表明,基于钎焊金刚石线锯的花岗岩切片加工的效率可以稳定在15mm/min以上,被削材的去除方式为脆性去除。工件进给速度是影响加工表面质量的主要因素之一。钎焊金刚石线锯工作层的磨损方式主要为磨料的磨耗磨损,磨耗的方式主要为正常磨耗、局部破碎或断裂、脱落,脱落的磨粒比例约为14.3%,脱落的机理为弯曲疲劳应力及扭转疲劳应力主导的金刚石磨粒钎焊界面处裂纹的发生及扩展。
孙宝军[9]（2017）在《网带连续式隧道炉高效钎焊金刚石工具的基础研究》文中提出钎焊金刚石工具由于实现了金刚石与基体之间的化学冶金结合,基体对磨粒的固结强度大,因而得到了越来越广泛的应用。目前,钎焊金刚石工具的制备主要是采用高频感应加热或真空电阻加热,感应钎焊只适合单件生产,真空钎焊只适合小批生产,效率低下。论文针对金刚石钎焊工艺的局限性,提出了基于网带连续式隧道炉的规模化生产工艺,并用该工艺制备了钎焊金刚石工具。本文完成的具有创新意义的研究工作主要包括:（1）开发了基于氨分解气氛保护网带连续式隧道炉的金刚石工具高效钎焊的流水线式生产工艺。通过对隧道炉内温度场仿真分析及测温试验,借鉴真空钎焊金刚石和隧道炉的光亮退火工艺,确定了隧道炉钎焊金刚石的工艺参数。（2）在氨分解气氛保护下网带式隧道炉和真空炉中分别进行了金刚石磨粒的钎焊试验,并做了对比研究。分析了焊后金刚石的表面与界面特性;测量了焊后金刚石的残余应力、静压强度和冲击韧性;研究了基体和钎料的金相组织、力学性能及结合微区特征。结果表明,隧道炉钎焊金刚石工具钎料与磨粒界面发生了化学反应,在界面处形成了Cr-C化合物,碳化物的形貌、尺寸、方向、密度、厚度等与真空钎焊金刚石不同,隧道炉钎焊金刚石界面生成的碳化物比真空钎焊金刚石形成的碳化物短小,方向杂乱,层厚大且不致密;焊后金刚石残余应力较真空钎焊金刚石小,静压强度和冲击韧性大于真空钎焊金刚石;隧道炉钎焊金刚石工具基体和钎料之间元素扩散充分,形成了较宽的扩散带。（3）采用理论与试验研究、定性与定量分析相结合的方法,探讨了隧道炉钎焊过程中保护气氛对金刚石、钎料和基体的金相组织、性能及其相互结合强度的影响。（4）研究了隧道炉钎焊温度和网带运行速度对金刚石与钎料界面微结构的影响,优化了钎焊工艺参数,制作了金刚石套料钻,进行了加工性能和磨粒磨损机理的研究。结果表明,隧道炉钎焊金刚石套料钻的加工效率、使用寿命和钻孔质量与真空钎焊金刚石套料钻相当;磨粒的失效形式为完整-棱角变钝-磨损平台-平台面积逐渐增大,最终导致轴向抗力过大,钻头无法实现轴向进给而失效,失效前没有发生磨粒的破碎现象,但有个别磨粒脱落;真空钎焊金刚石套料钻失效形式与隧道炉钎焊件相同,主要为机械磨损,钻削过程中出现少量的磨粒微裂,但没有磨粒脱落。氨分解气氛保护网带式隧道炉中钎焊金刚石工具,获得了不低于真空炉的钎焊效果,又实现了规模化生产,提高了效率,降低了成本。
徐国平[10]（2010）在《钻探用聚晶金刚石复合体高压合成、性能表征与优化研究》文中进行了进一步梳理本文以提高钻探用聚晶金刚石复合体（PDC）的性能为目的,从PDC合成块尺寸的计算、合成块组装方式的改进出发,采用SEM、EDX、XRD、Raman光谱、DTA-TG和有限元分析等研究方法,对PDC的高压烧结过程、残余应力检测、性能表征与优化等方面进行了研究。基于有限元方法,探讨了合成块反应腔温度场的分布及其影响因素；在分析不同烧结时间PDC金刚石层表面XRD图谱的基础上,证实了PDC的烧结经历了金刚石的石墨化,发现了烧结过程中WC衍射峰强度的变化规律；分别采用应力释放法、XRD法和Raman光谱法测定了PDC金刚石层表面的残余应力,通过与有限元模拟结果对比,确认了这三种方法测定PDC残余应力的可行性；对PDC耐磨性、耐热性和抗冲击性能的表征方法进行了探讨并提出了改进措施；在优化PDC制备工艺的基础上设计并合成出了内置过渡层的PDC。对照国内外有关PDC的研究情况,本研究取得如下创新性成果：1、针对六面顶压机,提出了合成PDC所用叶腊石块的临界边长（Lk）、实用边长（L0）与顶锤端面正方形边长（a）的关系式：LO/Lk=0.985exp（-a/9.05）+1.135使得根据硬质合金顶锤参数准确计算所用叶腊石合成块边长成为可能,对高压物理的研究和超硬材料的工艺设计具有重要的实用价值。2、对传统的PDC合成块组装设计进行了改进,对改进后合成块反应腔温度场的有限元模拟表明：PDC烧结反应区域轴向温差在30°C左右,径向温差约15°C,完全可以满足高品质PDC烧结的要求；分析了合成块预热温度和初始顶锤温度对反应腔温度场的影响,发现预热温度的增加可缩短反应腔体达到平衡温度的时间,但对进入“平衡态”后合成块的温度场分布以及腔体内的最高温度几乎没有影响。初始顶锤温度的提高对反应腔温度场和反应腔温度达到平衡的时间影响不大,但会使合成腔内最高温度明显增加。3、分别用XRD法和有限元分析方法对金刚石层表面残余应力进行了测定和计算,测试值与计算值基本相同；通过X射线应力检测仪测试,得到了PDC中心和边缘表面残余应力与金刚石层厚度（h）的关系式：σφ中心=758h-2294.5,σφ边缘=253.8h-366,这一关系式可为PDC的结构设计提供理论指导。4、鉴于采用现行的PDC磨耗比测试标准易产生称量误差以及较大规格PDC受天平称量范围限制的问题,笔者提出了以PDC的体积磨损代替重量磨耗的评估方法,并推导出了PDC磨损体积v与磨损面弦长L1的关系式：实践证明这一改进可提高测试结果的准确性,且大大简化了测试过程。5、将非平面连接技术及梯度过渡技术相结合研制出了内置过渡层的PDC。经过检测,其耐磨性、耐热性和抗冲击性均优于普通PDC。油田钻探的现场应用结果显示这种PDC钻头的总进尺比普通钻头深200-500米,研究成果现已应用于生产。
二、金刚石生产的加热方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、金刚石生产的加热方法（论文提纲范文）
（1）钎涂技术的研究进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 钎涂技术原理 |
| 2 钎涂材料 |
| 2.1 硬质颗粒/镍基复合钎涂层 |
| 2.1.1 WC/镍基钎涂层 |
| 2.1.2 Cr3C2/镍基钎涂层 |
| 2.1.3 金刚石/镍基钎涂层 |
| 2.2 硬质颗粒/铜基钎涂层 |
| 2.3 硬质颗粒/铁基复合涂层 |
| 3 钎涂材料的预置方式 |
| 4 钎涂技术的热源选择 |
| 4.1 真空钎涂 |
| 4.2 感应钎涂 |
| 4.3 激光钎涂 |
| 4.4 火焰钎涂 |
| 5 钎涂技术的应用分类 |
| 5.1 研磨表面 |
| 5.2 分段包覆 |
| 5.3 表面修复 |
| 5.4 功能涂层 |
| 6 钎涂技术常见的问题 |
| 7 钎涂技术未来发展的方向 |
（2）氮空位原子自旋传感器小型化集成关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 金刚石氮空位固态原子自旋传感器研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文选题依据和主要研究安排 |
| 2.氮空位自旋磁共振传感机理 |
| 2.1 金刚石氮空位自旋能级结构及传感机理 |
| 2.1.1 氮空位自旋能级结构 |
| 2.1.2 自旋磁共振传感机理 |
| 2.2 金刚石氮空位光探测自旋磁共振效应 |
| 2.2.1 光探测磁共振技术 |
| 2.2.2 氮空位自旋磁共振效应与荧光信号收集 |
| 2.3 本章小结 |
| 3.氮空位原子自旋传感器关键功能模块小型化设计研究 |
| 3.1 金刚石氮空位自旋结构制备 |
| 3.2 小型化集成光路设计研究 |
| 3.3 微波均匀场构建及结构设计研究 |
| 3.4 整体系统小型化集成研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4.小型化集成器件信息解算及传感效应测试 |
| 4.1 微波调制解调自旋传感信息解算方法研究 |
| 4.1.1 微波调制解调自旋信息研究 |
| 4.1.2 传感信息锁定测量方法研究 |
| 4.2 测试系统的搭建 |
| 4.3 小型化器件传感效应测试 |
| 4.3.1 系统噪声测试 |
| 4.3.2 温度传感效应测试 |
| 4.3.3 磁传感效应测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 5.总结与展望 |
| 5.1 论文主要工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及取得的研究成果 |
| 致谢 |
（3）激光原位辅助金刚石印压微孔成形机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 激光辅助加工技术研究现状 |
| 1.2.1 激光辅助加工技术的发展 |
| 1.2.2 国内外研究现状 |
| 1.3 微孔加工技术研究现状 |
| 1.3.1 传统机械加工 |
| 1.3.2 特种加工技术 |
| 1.3.3 复合加工 |
| 1.3.4 印压加工 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 激光原位辅助印压加工机理研究 |
| 2.1 纯铜热变形机理 |
| 2.1.1 印压微孔数学模型 |
| 2.1.2 纯铜动态再结晶过程 |
| 2.1.3 细化晶粒对成孔的影响 |
| 2.1.4 从细化晶粒角度确定加工温度 |
| 2.2 激光与物质的相互作用 |
| 2.2.1 激光能量传输理论 |
| 2.2.2 金属材料对激光的吸收系数 |
| 2.2.3 纯铜对激光的吸收率 |
| 2.3 激光与刀具耦合 |
| 2.3.1 轴锥镜的传输特性 |
| 2.3.2 圆锥压头锥角的选择 |
| 2.3.3 激光原位辅助金刚石印压加工压头设计 |
| 2.4 传热学问题的数学描述 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 激光原位辅助金刚石印压有限元仿真分析 |
| 3.1 仿真模型的建立 |
| 3.2 激光原位加热温度场仿真 |
| 3.2.1 模型的假设条件 |
| 3.2.2 网格划分 |
| 3.2.3 激光光源的建立 |
| 3.3 激光辅助加热工艺参数的选择 |
| 3.4 激光原位辅助金刚石印压微孔过程仿真 |
| 3.4.1 材料本构模型的建立 |
| 3.4.2 网格划分与运动控制 |
| 3.5 仿真量变分析 |
| 3.5.1 不同基底对成孔的影响 |
| 3.5.2 不同温度对成孔的影响 |
| 3.5.3 不同工况分析 |
| 3.5.4 不同下压速率分析 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 激光原位辅助金刚石印压实验研究 |
| 4.1 激光原位辅助金刚石印压微孔装置分析 |
| 4.2 各模块关键部位设计与实验装置搭建 |
| 4.3 实验准备与方案设计 |
| 4.3.1 激光原位辅助金刚石印压加工装置搭建 |
| 4.3.2 实验材料及检测设备 |
| 4.3.3 实验方案设计 |
| 4.4 圆锥压头垂直度校正及刀具检测 |
| 4.4.1 圆锥压头垂直度对印压加工的影响 |
| 4.4.2 刀具参数检测 |
| 4.5 实验工艺参数分析 |
| 4.5.1 不同锥角与基底材料对印压加工的影响 |
| 4.5.2 不同钝圆半径对印压加工的影响 |
| 4.5.3 不同温度对印压加工的影响 |
| 4.6 实验结果分析 |
| 4.7 小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（4）硬质合金表面镍-金刚石涂层的电化学沉积工艺及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的来源及背景 |
| 1.2 硬质合金工具概况 |
| 1.2.1 硬质合金的性能 |
| 1.2.2 硬质合金表面预处理的研究 |
| 1.2.3 硬质合金涂层刀具的国内外研究现状 |
| 1.2.4 硬质合金涂层的发展趋势 |
| 1.3 纳米金刚石的性能 |
| 1.3.1 金刚石的基本性能 |
| 1.3.2 纳米材料的基本特性 |
| 1.3.3 纳米金刚石悬浮液的分散 |
| 1.4 电镀镍-金刚石涂层的研究及发展趋势 |
| 1.4.1 复合电镀的发展 |
| 1.4.2 纳米复合镀的机理与优势 |
| 1.4.3 电镀金刚石研究现状 |
| 1.4.4 电镀金刚石的发展趋势 |
| 1.5 本课题主要研究内容 |
| 第二章 镀层性能检测及评价方法 |
| 2.1 镀层表面微观形貌评价 |
| 2.2 镀层硬度及耐磨性评价 |
| 2.3 镀层结合力评价 |
| 2.4 分散剂分散效果评价 |
| 第三章 硬质合金表面预处理工艺研究 |
| 3.1 硬质合金的预处理工艺 |
| 3.2 硬质合金表面纯镍涂层的制备 |
| 3.2.1 镀液选用及配置 |
| 3.2.2 硬质合金表面电沉积镍镀层 |
| 3.3 硬质合金表面的预处理工艺研究 |
| 3.3.1 预处理中活化的作用 |
| 3.3.2 预处理后表面粗糙度 |
| 3.3.3 硬质合金表面镍涂层表面形貌 |
| 3.3.4 表面结合力判定 |
| 3.3.5 碱处理作用时间对结合力的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 纳米金刚石分散工艺研究 |
| 4.1 纳米金刚石的分散方法 |
| 4.2 金刚石悬浮液的浓度的选取 |
| 4.3 分散剂的选用及实验分析 |
| 4.3.1 不同分散剂的分散效果 |
| 4.3.2 分散剂浓度对悬浮液粒径的影响 |
| 4.3.3 不同粒径金刚石对悬浮液的影响规律 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 镍-纳米金刚石涂层的制备及性能研究 |
| 5.1 镍-纳米金刚石镀层的制备 |
| 5.1.1 实验材料及设备 |
| 5.1.2 镀液成分介绍及技术参数 |
| 5.1.3 电镀镍-纳米金刚石涂层 |
| 5.2 纳米金刚石的浓度对镀层硬度的影响规律 |
| 5.3 分散剂浓度对镀层表面形貌的影响规律 |
| 5.4 镍-纳米金刚石涂层工艺参数的优化 |
| 5.4.1 正交试验优化及结果分析 |
| 5.4.2 散剂对涂层表面形貌的影响 |
| 5.4.3 金刚石涂层对耐磨性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的研究成果目录 |
（5）激光原位辅助金刚石刀具的耦合传热效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 热场辅助切削技术 |
| 1.2.2 激光原位辅助金刚石刀具加工技术 |
| 1.2.3 激光与金刚石的耦合作用研究 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 激光与金刚石相互作用机理研究 |
| 2.1 激光与金刚石的相互作用分析 |
| 2.1.1 激光透过金刚石的能量吸收 |
| 2.1.2 激光在金刚石表面的反射与折射 |
| 2.2 激光与金刚石的传热模型 |
| 2.2.1 金刚石的传热原理 |
| 2.2.2 传热基本理论 |
| 2.2.3 导热微分方程 |
| 2.3 高功率激光对金刚石的损伤研究 |
| 2.3.1 激光对金刚石的损伤机理 |
| 2.3.2 金刚石的单脉冲损伤仿真 |
| 2.4 激光原位辅助金刚石刀具车削中的高压相变分析 |
| 2.4.1 二维切削模型的建立及网格划分 |
| 2.4.2 切削相变仿真结果及分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 金刚石刀具的激光能量研究分析 |
| 3.1 普通圆弧刃金刚石刀具实体建模 |
| 3.2 传统圆弧刃金刚石刀具的激光能量分析 |
| 3.2.1 激光从金刚石刀具背面入射 |
| 3.2.2 激光从金刚石刀具底面入射 |
| 3.3 激光原位辅助金刚石刀具的创新设计 |
| 3.3.1 金刚石刀具结构设计 |
| 3.3.2 激光透过改进金刚石刀具能量分析 |
| 3.3.3 金刚石刀柄设计与刀具强度校核 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 金刚石刀具的热变形与热疲劳研究分析 |
| 4.1 激光透过金刚石刀具的传热模型的建立 |
| 4.2 金刚石刀具变形量计算 |
| 4.3 金刚石刀具温度场与热变形仿真 |
| 4.3.1 激光与金刚石刀具传热耦合模型的建立 |
| 4.3.2 金刚石刀具温度场分析 |
| 4.3.3 金刚石刀具热变形仿真分析 |
| 4.4 金刚石刀具的疲劳寿命计算 |
| 4.4.1 金刚石刀具的单位载荷静力分析 |
| 4.4.2 金刚石刀具疲劳条件加载 |
| 4.4.3 金刚石刀具的疲劳结果分析 |
| 4.5 实验设备及参数 |
| 4.6 金刚石刀具受激光辐照的温升及热变形测量实验验证 |
| 4.6.1 实验方案设计 |
| 4.6.2 聚焦镜的计算选择 |
| 4.6.3 金刚石刀头温升测量 |
| 4.6.4 刀具热伸长测量 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 激光原位辅助金刚石刀具切削实验研究 |
| 5.1 实验装置的设计与搭建 |
| 5.2 实验准备与实验方案设计 |
| 5.2.1 金刚石刀具及其相应检测 |
| 5.2.2 实验方案设计 |
| 5.3 工艺参数对已加工表面粗糙度的影响分析 |
| 5.3.1 工件转速对已加工表面的影响 |
| 5.3.2 进给量对已加工表面的影响 |
| 5.3.3 切削深度对已加工表面的影响 |
| 5.3.4 激光功率对已加工表面的影响 |
| 5.4 金刚石刀具的磨损分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
| 致谢 |
（6）硅、碳基负极电化学性能的研究以及高压装置的设计试制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 电池 |
| 1.1.1 化学电池 |
| 1.1.2 锂离子电池 |
| 1.2 锂离子电池负极材料研究现状 |
| 1.2.1 碳负极研究现状 |
| 1.2.2 硅负极材料研究现状及存在的问题 |
| 1.2.3 其他负极材料研究现状及存在的问题 |
| 1.3 本论文硅锗负极材料研制部分选题背景及主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 硅/锗复合物的制备及其电化学性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂与仪器 |
| 2.2.2 硅锗复合材料的制备 |
| 2.2.3 硅锗复合材料的表征 |
| 2.2.4 电化学性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 熔盐锌热法制备三维多孔碳用于高性能钾离子电池负极材料 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 三维多孔碳的制备 |
| 3.2.2 电池的组装 |
| 3.2.3 材料表征与电化学性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 高压装置研究进展 |
| 4.1 高压的定义及分级问题 |
| 4.2 高压技术史 |
| 4.3 产生高压的设备及基本工作原理 |
| 4.3.1 高压装置的几种结构 |
| 4.3.2 适用于几乎所有高压装置的核心力学问题 |
| 4.3.3 高压装置中用到的材料的性质 |
| 4.3.4 高压装置的压机框架及施力机构 |
| 4.3.5 装置大型化 |
| 4.4 论文本部分研究课题、内容及选题依据 |
| 参考文献 |
| 第5章 两面顶高压装置和高压压力稳定器的设计和试制 |
| 5.1 两面顶高压装置主要组成部分 |
| 5.2 两面顶高压装置研制情况及存在问题和下一步改进计划 |
| 5.3 一种通过高压气体维持恒定压力的高压高温反应器的设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 致谢 |
（7）超硬材料用金属基—金刚石复合材料微波强化烧结制备研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金属基-金刚石复合材料概述 |
| 1.1.1 金属结合剂胎体元素种类及功能 |
| 1.1.2 金属基-金刚石复合材料的制备技术 |
| 1.2 微波烧结技术及其发展现状 |
| 1.2.1 微波加热的特点 |
| 1.2.2 微波技术在材料制备领域的应用现状 |
| 1.3 选题意义及研究内容 |
| 1.3.1 选题意义 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第二章 实验材料及研究方法 |
| 2.1 实验材料及设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验设备介绍 |
| 2.2 实验方案设计 |
| 2.2.1 金属胎体的配方成分设计 |
| 2.2.2 烧结制度设计 |
| 2.3 材料力学性能测试 |
| 2.4 材料微结构表征方法 |
| 2.4.1 扫描电子显微镜 (SEM) |
| 2.4.2 X射线衍射 (XRD) |
| 2.4.3 电子探针 (EPMA) |
| 2.4.4 激光拉曼光谱 |
| 第三章 Fe-Cu基金刚石复合材料微波热压烧结 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 配方金属粉体在微波场中的升温特性 |
| 3.2.2 微波热压烧结实验方法 |
| 3.3 微波热压烧结工艺条件对复合材料力学性能的影响 |
| 3.3.1 烧结温度 |
| 3.3.2 烧结时间 |
| 3.3.3 热压压力 |
| 3.4 样品的微结构分析 |
| 3.5 微波热压烧结机理探讨 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 Fe-Cu预合金基金刚石复合材料微波热压烧结 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 金属粉体在微波场中升温特性 |
| 4.2.2 微波热压烧结实验方法 |
| 4.3 微波热压烧结工艺条件对复合材料力学性能的影响 |
| 4.3.1 烧结温度 |
| 4.3.2 烧结时间 |
| 4.3.3 热压压力 |
| 4.4 样品的微结构分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 Cu基金刚石复合材料微波无压烧结 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 金属粉体在微波场中升温特性 |
| 5.2.2 微波无压烧结操作流程 |
| 5.2.3 响应曲面法简介 |
| 5.3 微波无压烧结工艺 |
| 5.3.1 实验设计 |
| 5.3.2 实验结果分析与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录A 硕士期间发表的论文 |
| 附录B 硕士期间申请国家专利 |
| 附录C 硕士期间参与的研究项目 |
| 附录D 硕士期间参与的研究项目 |
（8）基于高频感应加热的钎焊金刚石线锯基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 固结金刚石线锯的发展及存在的问题 |
| 1.1.1 树脂金刚石线锯 |
| 1.1.2 电镀金刚石线锯 |
| 1.1.3 钎焊金刚石线锯 |
| 1.2 钎焊金刚石线锯的优势 |
| 1.3 要解决的问题及思路 |
| 1.4 拟开展的主要研究内容 |
| 1.4.1 钎焊金刚石线锯制作工艺及平台设计 |
| 1.4.2 金刚石钎焊机理及关键工艺参数对钎焊过程的影响 |
| 1.4.3 钎焊金刚石线锯力学性能及工作层失效机理分析 |
| 1.4.4 钎焊金刚石线锯切割性能实验研究 |
| 第二章 钎焊金刚石线锯的制备工艺及平台设计 |
| 2.1 钎焊金刚石线锯的构成 |
| 2.2 钎焊金刚石线锯原材料 |
| 2.2.1 金刚石 |
| 2.2.2 钎料合金 |
| 2.2.3 金属丝基体 |
| 2.3 钎焊金刚石线锯制作工艺流程设计 |
| 2.3.1 钎焊前处理工艺 |
| 2.3.2 钎焊热处理工艺 |
| 2.3.3 钎焊后处理工艺 |
| 2.4 钎焊金刚石线锯制备系统设计 |
| 2.4.1 金属丝自动进给系统设计 |
| 2.4.2 金刚石线锯钎焊前处理系统 |
| 2.4.3 高频感应加热设备平台 |
| 2.4.4 钎焊惰性气氛保护系统 |
| 2.4.5 钎焊金刚石线锯强韧化处理 |
| 2.5 感应加热钎焊工艺参数 |
| 2.5.1 钢丝进给速度 |
| 2.5.2 电源输出功率 |
| 2.5.3 氩气流量 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 钎焊金刚石力学性能及钎焊界面分析 |
| 3.1 钎焊热处理对金刚石力学性能的影响 |
| 3.1.1 金刚石热处理前后静压强度 |
| 3.1.2 金刚石冲击韧性 |
| 3.2 金刚石润湿机理 |
| 3.2.1 润湿方式 |
| 3.2.2 金刚石钎焊润湿机制 |
| 3.3 金刚石与钎料理论界面反应及机理 |
| 3.3.1 金刚石与钎料理论界面反应及生成物 |
| 3.3.2 金刚石钎焊理论界面反应动力学 |
| 3.4 金刚石钎焊界面结构及组织分析 |
| 3.4.1 金刚石钎焊形貌 |
| 3.4.2 钎焊金刚石剪切断裂特征 |
| 3.4.3 金刚石钎焊界面元素分布特征 |
| 3.4.4 金刚石钎焊界面反应产物分析 |
| 3.5 保温时间对金刚石钎焊界面的影响 |
| 3.5.1 实验条件及研究方法 |
| 3.5.2 保温时间对金刚石钎焊微观结构的影响 |
| 3.5.3 保温时间对金刚石钎焊界面元素分布的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 Cu-Sn-Ti钎料中钛元素氧化现象分析 |
| 4.1 试验条件与研究方法 |
| 4.2 工作层表面氧化现象分析 |
| 4.2.1 线锯工作层表面氧化形貌 |
| 4.2.2 线锯工作层合金表面能谱分析 |
| 4.3 钎料合金表面显色理论 |
| 4.3.1 钛元素氧化着色理论 |
| 4.3.2 钛元素氧化热力学判据 |
| 4.4 金刚石钎焊界面元素分布特征 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 钎焊金刚石线锯力学性能研究 |
| 5.1 钎焊金刚石线锯拉伸力学性能研究 |
| 5.1.1 实验条件及研究方法 |
| 5.1.2 拉伸力学性能分析 |
| 5.1.3 线锯拉伸性能变化机理 |
| 5.1.4 钎焊金刚石线锯拉伸断口分析 |
| 5.1.5 基于拉伸的钎焊金刚石线锯工作层裂纹特征 |
| 5.2 钎焊金刚石线锯弯曲疲劳力学性能研究 |
| 5.2.1 实验条件及研究方法 |
| 5.2.2 Cu-Sn-Ti合金表面弯曲疲劳裂纹发生及扩展机理 |
| 5.2.3 金刚石钎焊界面处弯曲疲劳裂纹的发生及扩展 |
| 5.2.4 线锯工作层弯曲疲劳裂纹发生与弯曲半径的关系 |
| 5.2.5 线锯表面弯曲疲劳裂纹扩展机理 |
| 5.3 钎焊金刚石线锯扭转力学性能研究 |
| 5.3.1 实验条件及研究方法 |
| 5.3.2 线锯表面裂纹与扭转角的关系 |
| 5.3.3 基于扭转的线锯工作层表面应力状态 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 钎焊金刚石线锯的加工性能试验研究 |
| 6.1 钎焊金刚石线锯制作工艺参数 |
| 6.2 试验条件及方法 |
| 6.2.1 加工试验对象 |
| 6.2.2 试验设备 |
| 6.2.3 加工试验参数 |
| 6.3 基于金刚石线锯的材料去除机理 |
| 6.3.1 基于单颗磨粒的材料脆性去除机理 |
| 6.3.2 基于线锯的材料去除模型 |
| 6.3.3 不同加工参数条件下磨粒平均切深的理论计算 |
| 6.3.4 花岗岩材料去除脆塑性转变临界条件 |
| 6.4 花岗岩切片加工质量分析 |
| 6.4.1 切片表面形貌 |
| 6.4.2 加工参数对切面平面度影响 |
| 6.4.3 加工参数对切面粗糙度影响 |
| 6.5 钎焊金刚石线锯失效形式研究 |
| 6.5.1 金刚石磨料磨损特征 |
| 6.5.2 金刚石脱落失效机理 |
| 6.5.3 钎料层磨损特征 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（9）网带连续式隧道炉高效钎焊金刚石工具的基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金属结合剂金刚石固结磨料工具的研究现状 |
| 1.1.1 烧结金刚石工具 |
| 1.1.2 电镀金刚石工具 |
| 1.1.3 钎焊金刚石工具 |
| 1.2 钎焊金刚石工具的制备方法及存在的问题 |
| 1.3 基于网带连续式隧道炉高效钎焊金刚石工具的构想 |
| 1.4 网带式隧道炉钎焊金刚石工艺面临的问题 |
| 1.5 本课题拟开展的主要研究内容 |
| 第二章 镍基钎料隧道炉钎焊金刚石工艺基础 |
| 2.1 隧道炉工作原理 |
| 2.2 隧道炉内焊件热循环曲线的数值模拟及试验验证 |
| 2.2.1 隧道炉中钎焊的热分析 |
| 2.2.2 隧道炉中钎焊的数值模拟 |
| 2.2.3 热循环曲线的实际测试 |
| 2.3 钎焊材料及工艺参数的选择 |
| 2.3.1 磨料选择 |
| 2.3.2 基体选择 |
| 2.3.3 钎料的选择及制备 |
| 2.4 钎焊工艺参数选择 |
| 2.4.1 环境介质 |
| 2.4.2 钎焊温度 |
| 2.4.3 网带运行速度 |
| 2.4.4 冷却水压力 |
| 2.4.5 炉内气体流量 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 隧道炉连续钎焊金刚石工具界面微结构及力学性能 |
| 3.1 试验条件及测试方法 |
| 3.2 隧道炉钎焊金刚石磨粒与Ni-Cr合金钎料界面反应及微结构分析 |
| 3.2.1 钎焊金刚石磨粒的表面特性 |
| 3.2.2 金刚石与钎料界面元素分布特征 |
| 3.2.3 磨粒与钎料界面反应产物成分及物相分析 |
| 3.2.4 钎焊温度对界面形貌的影响 |
| 3.2.5 网带运行速度对界面形貌的影响 |
| 3.3 隧道炉钎焊金刚石残余应力分析 |
| 3.3.1 激光Raman光谱测量残余应力原理 |
| 3.3.2 钎焊金刚石残余应力测量与计算 |
| 3.3.3 钎焊金刚石残余应力分析 |
| 3.4 隧道炉钎焊金刚石力学性能 |
| 3.4.1 静压强度 |
| 3.4.2 冲击韧性 |
| 3.5 隧道炉钎焊金刚石钎料与基体结合界面的微区特征 |
| 3.5.1 钎料金相组织和显微硬度 |
| 3.5.2 基体的金相组织及显微硬度 |
| 3.5.3 钎料与基体结合界面微观组织及显微硬度 |
| 3.6 隧道炉热处理后基体、钎料的力学性能 |
| 3.6.1 基体的拉伸性能及断口形貌 |
| 3.6.2 钎料与基体接头的剪切强度 |
| 3.6.3 保护气氛对钎料、基体的组织及性能的影响 |
| 3.7 本章小节 |
| 第四章 真空钎焊金刚石工具界面微结构及力学性能 |
| 4.1 真空钎焊金刚石试验条件及测试方法 |
| 4.2 真空钎焊金刚石与钎料界面微结构 |
| 4.2.1 真空钎焊金刚石磨粒形貌 |
| 4.2.2 金刚石与钎料界面元素分布特征 |
| 4.2.3 磨粒与钎料界面反应产物成分及物相分析 |
| 4.3 真空钎焊金刚石表面石墨化和残余应力 |
| 4.3.1 真空钎焊金刚石表面石墨化分析 |
| 4.3.2 残余应力 |
| 4.4 真空钎焊金刚石力学性能 |
| 4.5 真空钎焊金刚石钎料与基体结合界面的微区特征 |
| 4.5.1 钎料金相组织和显微硬度 |
| 4.5.2 基体的金相组织及显微硬度 |
| 4.5.3 钎料与基体结合界面微观组织及显微硬度 |
| 4.6 真空热处理后基体、钎料的力学性能 |
| 4.6.1 基体的拉伸性能及断口形貌 |
| 4.6.2 钎料与基体接头的剪切强度 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 隧道炉钎焊金刚石套料钻加工性能试验研究 |
| 5.1 套料钻的设计与制作 |
| 5.1.1 基体材料的选择及结构设计 |
| 5.1.2 磨料种类、粒度选择及布料工艺 |
| 5.1.3 套料钻的钎焊 |
| 5.2 钻削对比试验 |
| 5.3 切削性能 |
| 5.3.1 套料钻的加工效率 |
| 5.3.2 套料钻的使用寿命 |
| 5.4 钎焊金刚石套料钻磨粒磨损特征 |
| 5.5 制孔质量 |
| 5.6 本章小节 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文取得的主要研究成果 |
| 6.2 关于进一步完善连续钎焊金刚石工工艺的设想 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（10）钻探用聚晶金刚石复合体高压合成、性能表征与优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 聚晶金刚石复合体(PDC)的发展历程 |
| 1.2 PDC的性能 |
| 1.3 PDC的应用 |
| 1.4 钻探用PDC的国内外研究概况 |
| 1.5 PDC的制造方法及分类 |
| 1.6 PDC性能的检测方法与影响因素 |
| 1.6.1 耐热性 |
| 1.6.2 耐磨性 |
| 1.6.3 耐冲击性 |
| 1.6.4 综合钻进性能测试 |
| 1.6.5 超声检测 |
| 1.6.6 PDC残余应力的测试 |
| 1.7 钻探用PDC的发展趋势 |
| 1.8 本文的主要研究内容与目的 |
| 第二章 超高压技术与高压腔设计 |
| 2.1 六面顶超高压装置 |
| 2.2 高压腔设计与临界体积的计算 |
| 2.2.1 高压腔的设计 |
| 2.2.2 临界体积的计算 |
| 2.3 合成块边长的确定 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 PDC合成块的组装设计与温度场的有限元模拟 |
| 3.1 PDC合成块的组装设计 |
| 3.1.1 传统的PDC合成块组装 |
| 3.1.2 改进的PDC合成块组装 |
| 3.2 合成块反应腔温度场的有限元模拟 |
| 3.2.1 有限元模型 |
| 3.2.2 边界条件 |
| 3.2.3 高压腔内的温度场分析 |
| 3.3 影响反应腔温度场的因素 |
| 3.3.1 合成块预热温度对反应腔温度场的影响 |
| 3.3.2 初始顶锤温度对反应腔温度场的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 PDC的超高压烧结过程与机理研究 |
| 4.1 PDC超高压烧结过程的实验研究 |
| 4.1.1 烧结实验设备和工艺 |
| 4.1.2 PDC超高压烧结过程的XRD研究 |
| 4.1.3 PDC超高压烧结过程的SEM观察 |
| 4.2 PDC烧结体系的热力学分析 |
| 4.3 PDC烧结过程的动力学分析 |
| 4.4 PDC的液相烧结机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 PDC的残余应力研究 |
| 5.1 有限元分析法 |
| 5.2 应力释放法 |
| 5.2.1 应力释放法测量PDC残余应力的原理 |
| 5.2.2 应力释放法测试步骤与结果分析 |
| 5.3 XRD法 |
| 5.3.1 XRD应力测定的原理 |
| 5.3.2 测试样品制备 |
| 5.3.3 XRD应力测量 |
| 5.3.4 结果与分析 |
| 5.3.5 PDC金刚石层厚度对应力的影响 |
| 5.4 激光拉曼光谱法 |
| 5.4.1 拉曼散射光谱测定残余应力的原理 |
| 5.4.2 实验方法 |
| 5.4.3 结果与讨论 |
| 5.5 PDC残余应力研究方法的比较与应用 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 PDC的性能测试研究 |
| 6.1 耐磨性检测 |
| 6.1.1 磨耗比测试法存在的问题与解决的方法研究 |
| 6.1.2 车削花岗岩法的实验研究 |
| 6.1.3 两种测试方法的比较 |
| 6.2 冲击韧性测试 |
| 6.2.1 小功率落锤冲击的影响因素 |
| 6.2.2 小冲击功作用下PDC的冲击破坏机理 |
| 6.2.3 大功率落锤冲击测试 |
| 6.3 耐热性检测研究 |
| 6.3.1 试验方法与试样制备 |
| 6.3.2 PDC的热分析 |
| 6.3.3 PDC耐热性的XRD研究 |
| 6.3.4 PDC耐热性的SEM观察 |
| 6.3.5 拉曼光谱对PDC石墨化的检测 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 PDC的性能优化研究 |
| 7.1 金刚石原料对PDC性能的影响 |
| 7.1.1 金刚石微粉粒度与PDC耐磨性、韧性的关系 |
| 7.1.2 金刚石微粉粒度配比优化 |
| 7.1.3 金刚石微粉超高压作用前后的变化 |
| 7.1.4 金刚石微粉杂质含量的影响 |
| 7.1.5 合成优质PDC的金刚石原料选择原则 |
| 7.2 硬质合金基体对PDC性能的影响 |
| 7.2.1 合金基体钴含量及WC粒度的选择 |
| 7.2.2 合金基体高压烧结后的性能变化 |
| 7.2.3 合金基体的强韧化措施 |
| 7.3 界面结构优化 |
| 7.3.1 内置过渡层PDC的设计 |
| 7.3.2 内置过渡层PDC残余热应力的有限元分析 |
| 7.4 内置过渡层PDC的高压合成、性能检测与现场试用 |
| 7.4.1 内置过渡层PDC的合成 |
| 7.4.2 内置过渡层PDC的性能检测 |
| 7.5 内置过渡层PDC在油田钻探中的现场应用 |
| 7.6 本章小结 |
| 第八章 主要结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间主要的研究成果 |
| 致谢 |
四、金刚石生产的加热方法（论文参考文献）
- [1]钎涂技术的研究进展[J]. 司浩,秦建,钟素娟,龙伟民,王自东,沈元勋,董显. 材料导报, 2021(S2)
- [2]氮空位原子自旋传感器小型化集成关键技术研究[D]. 邓胜礼. 中北大学, 2021(09)
- [3]激光原位辅助金刚石印压微孔成形机理研究[D]. 于大伟. 长春理工大学, 2021(02)
- [4]硬质合金表面镍-金刚石涂层的电化学沉积工艺及性能研究[D]. 李石才. 河南科技学院, 2021(07)
- [5]激光原位辅助金刚石刀具的耦合传热效应研究[D]. 夏名强. 长春理工大学, 2021(02)
- [6]硅、碳基负极电化学性能的研究以及高压装置的设计试制[D]. 马凯. 中国科学技术大学, 2019(02)
- [7]超硬材料用金属基—金刚石复合材料微波强化烧结制备研究[D]. 叶小磊. 昆明理工大学, 2019(04)
- [8]基于高频感应加热的钎焊金刚石线锯基础研究[D]. 张子煜. 南京航空航天大学, 2018(01)
- [9]网带连续式隧道炉高效钎焊金刚石工具的基础研究[D]. 孙宝军. 南京航空航天大学, 2017(02)
- [10]钻探用聚晶金刚石复合体高压合成、性能表征与优化研究[D]. 徐国平. 中南大学, 2010(01)