Процессы и технологии синтеза алмазных поликристаллических композиционных материалов на основе разработанных сплавов-катализаторов Ni-X(Mo, Cr, Ti, B)

Процессы и технологии синтеза алмазных поликристаллических композиционных материалов на основе разработанных сплавов-катализаторов Ni-X(Mo, Cr, Ti, B)

Автор: Лаптев, Александр Иванович

Шифр специальности: 05.16.06

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2009

Место защиты: Москва

Количество страниц: 394 с. ил.

Артикул: 4700679

Автор: Лаптев, Александр Иванович

Стоимость: 250 руб.

Процессы и технологии синтеза алмазных поликристаллических композиционных материалов на основе разработанных сплавов-катализаторов Ni-X(Mo, Cr, Ti, B)  Процессы и технологии синтеза алмазных поликристаллических композиционных материалов на основе разработанных сплавов-катализаторов Ni-X(Mo, Cr, Ti, B) 

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ
ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ АЛМАЗОВ
1.1 Свойства углеродных материалов
1.2 Технология изготовления искусственных графитов
1.3 Гермодинамические характеристики углеродных материалов
1.4 Гермодинамические условия равновесия графиталмаз
1.5 Гермодинамические условия образования алмаза
1.6 Термодинамические условия синтеза поликристаллических алмазов
2 МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ, СОСТАВ И СТРОЕНИЕ
ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ АЛМАЗОВ
2.1 Классификация природных алмазных поликристаллов и особенности их строения
2.2 Методы получения синтетических алмазных поликристаллов типа баллас
и карбонадо
2.2.1 Зависимость температуры образования синтетических алмазных поликристаллов
от состава катализатора
2.2.2 Зависимость температуры образования синтетических алмазных поликристаллов
от кислород и водородсодержащих примесей в катализаторе
2.2.3 Влияние состава сплавакатализатора на состав иоликристаллического алмаза
2.2 Строение и особенности структуры синтетических алмазных поликристаллов
типа баллас и карбонадо
2.3 Влияние условий синтеза на особенности строения синтетических поликристаллических алмазов
3 ВЛИЯНИЕ УГЛЕРОДНОГО МАТЕРИАЛА НА ПРОЦЕСС ОБРАЗОВАНИЯ
И СВОЙСТВА АЛМАЗОВ
3.1 Влияние структуры исходного углеродного материала на алмазообразование
3.2 Синтез алмазных порошков из различных углеродсодержащих материалов
3.2.1 Синтез алмазных порошков из природных углеродсодержащих материалов
3.2.2 Синтез алмазных порошков из искусственных углеродных материалов
3.3 Синтез поликристаллических алмазов карбонадо из графитов различных марок
3.4 Синтез поликристаллических алмазов карбонадо из пирографита
Оглавление
4 ВЛИЯНИЕ СОСТАВА СПЛАВАКАТАЛИЗАТОРА НА ПРОЦЕСС ОБРАЗОВАНИЯ И СВОЙСТВА ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ АЛМАЗОВ
4.1 Влияние условий получения ноликристаллических алмазов на их
прочностные свойства
4.2 Изучение адгезионных характеристик сплавовкатализаторов, применяемых
для синтеза поликристаллнческих алмазов
4.2.1 Общие закономерности смачивания и адгезии алмаза и графита расплавами
4.2.2 Изучение смачиваемости пирографита сплавамикатализаторами
4.3 Свойства поликристаллических алмазов, синтезированных с применением легированных сплавовкатализаторов
4.3.1 Изучение закономерностей спекания образцов сплавов системы
никельхром с добавками углерода, бора, гитана, тантала и молибдена
4.3.2 Изучение закономерностей синтеза поликристаллических алмазов
с применением катализаторов систем никельхром с добавками углерода,
бора, титана, тантала и молибдена
4.4 Влияние дисперсного упрочнения связки на прочность поликристаллов карбонадо
4.4.1 Теоретическое обоснование возможности дисперсного упрочнения связки алмазных поликристаллов
4.4.2 Методы изготовления катализаторов с нанодисперсиой упрочняющей фазой
4.4.2.1 Получение дисперсноупрочненных катализаторов методом
внутреннего азотирования
4.4.3 Изучение прочности поликристаллов карбонадо с
дисперсноупрочненной связкой
4.4 Механические свойства и фазовый состав карбонадо, синтезированных
в различных металлических системах
5 ТЕРМОСТОЙКОСТЬ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ АЛМАЗОВ И
ВЛИЯНИЕ IIА НЕЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ
5.1 Изучение процесса окисления поликристаллических алмазов
5.2 Влияние металлической фазы в поликристалле алмаза на процесс его окисления
5.3 Влияние бора и борсодержащих соединений на стойкость к окислению поликристаллических алмазов карбонадо
5.4 Влияние нагрева на структуру и механические свойства поликристаллических алмазов
5.5 Влияние условий синтеза на прочность поликристаллических алмазов
Оглавление
5.6 Влияние бора и борсодсржащнх соединений на способность алмазных поликристаллов карбонадо сохранять прочностные свойства при нагреве
5.7 Влияние давления на термостойкость поликристалличсских алмазов
ГЛАВА 6 ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ АЛМАЗОВ
6.1 Электрические свойства поликристалл и чески х алмазов
6.2 Магнитные свойства поликристаллических алмазов
6.3 Влияние условий получения алмазных поликристаллов карбонадо на их магнитные свойства
ГЛАВА 7 МЕХАНИЗМ И КИНЕТИКА ОБРАЗОВАНИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ АЛМАЗОВ
7.1 Кинетика образования поликристаллических алмазов
7.2 Механизм проникновения металлакатализатора в объем графитовой заготовки
в процессе образования поликристаллических алмазов типа карбонадо
7.3 Механизм образования алмазов
7.3.1 Методы синтеза алмазов .
7.3.2 Синтез алмазов с использованием катализаторов в области их термодинамической стабильности
7.3.3 Особенности образования алмазов из различных углеродсодержащих материалов
7.3.4 Существующие представления о механизме образования алмаза в области
его термодинамической стабильности
7.4 Особенности процессов образования поликристаллических алмазов
7.5 Особенности формирования структуры синтетического поликристаллических алмазов
ГЛАВА 8 МЕХАНИЧЕСКИЕ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ, ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ АЛМАЗОВ И ИНСТРУМЕНТА ИЗ НИХ, РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ
8.1 механические свойства поликристаллических алмазов
8.1.1 Методы испытания механических свойств алмазных поликристаллов
8.1.2 Твердость поликристаллических алмазов
8.1.3 Износостойкость поликристаллических алмазов
8.1.4 Прочность поликристаллических алмазов
8.1.4.1 Прочность шлифпорошков, полученных из поликристаллических алмазов
8.2 Эксплуатационные свойства поликристаллических алмазов
8.2.1 Применение поликристаллических алмазов в однокристальном инструменте
Оглавление
8.2.1.1 Применение поликристаллических алмазов в режущем инструменте
8.2.1.2 Разработка алмазного резца для Ярославского моторного завода
8.2.1.3 Применение поликристаллических алмазов в другом однокристальном инструменте
8.2.2 Применение поликристаллических алмазов в многокристальном инструменте 3 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Равновесие между зародышем алмаза определенного размера и окружающей его исходной фазой будет иметь место при выполнении условия . Это
осуществимо либо при равенстве нулю всех слагаемых, либо их суммы, что возможно при приложении к системе компенсирующего давления. При комнатной температуре О при р1,,5ГПа 0 при р0,,0 ГПа для 4 мм и . ГПа. VV, где Е модуль упругости графита, V разность мольных объемов графита и алмаза, V мольный объем алмаза, К множитель, учитывающий кристаллографические данные. Таким образом, по данным работ , для обеспечения равновесия алмазного зародыша с исходной фазой требуются при комнатной температуре давления не менее ГПа, в то время как без учета упругих модулей 1,,0 ГПа. Огромный р,Т гистерезис, представленный на рисунке 1. Лысенко и др. Из представлений перехода графиталмаз, как высокомолекулярной реакции, характеризуемой сшиванием двухмерных сеток графита и их превращением в трехмерные ковалентные сетки алмаза, ими получены давления перехода ГПа при температуре выше К. Рисунок 1. Рисунок 1. Рисунок 1. Баротермический гистерезис, возникающий при фазовых превращениях графиталмаз
Рассмотрению возможного снижения энергетического барьера образования зародышей алмаза посвящен рад работ Курдюмова, Бритуна и др. Образование зародышей новой фазы может быть диффузионным и бездиффузионным мартенситным. Бездиффузионные фазовые превращения впервые обнаружены при изучении закалки стали и образования мартенсита. Отсюда и их название мартонситные превращения. Они состоят в закономерной перестройке решетки, при которой атомы не обмениваются местам, а лишь смещаются относительно друг друга на расстояния, не превышающие межатомные. Существенно при этом, что смещение атомов носит кооперативный характер. Именно эта особенность маргснситного превращения позволяет рассматривать перестройку решетки, как однородную деформацию исходной фазы. Деформационный характер мартенситпого превращения и когерентность решеток на границе фаз определяют все характерные кинетические и структурные особенности этих превращений их высокую скорость и обратимость при сохранении когерентности, закономерные ориентировки между фазами, влияние внешнего силового поля, а также внутренних напряжений на развитие мартеиентных превращений, чувствительность зарождения и роста дефектности исходной структуры и т. Приложение высоких давлений должно способствовать мартенситному превращению, если имеется принципиальная возможность закономерной перестройки одной решетки в другую менее плотной в более плотную фазу термодинамический стимул фазового превращения достаточно высок высокое превышение давления над равновесным превращение происходит при температурах, недостаточных для активации диффузионных процессов. Для осуществления прямого фазового перехода необходимо выполнение условия АС1, Т0, которое при данной температуре возможно при рро, где ро равновесное давление. Величина необходимого передавливаиия Дррро должна зависеть ог механизма превращения и определяться затратами энергии на образование межфазных границ и преодоления упругого сопротивления исходной фазы, как и в . Определим Ар в зависимости от размера зародыша. Ж,7 л г2И
рг2 2лгНрв 1. А АУ р,Т1р Авдеф. V, V лУр,Тср V,, 1. V, 0. О

1. V Го
. При мартенситных преобразованиях при образовании когерентною зародыша стремится к нулю, i,. Джмоль, при диффузионных преобразованиях несоответствие объемов фаз компенсируется процессами массопсреноса или пластической деформации, поэтому Аодсф. А V,
и существенно зависит от величины поверхностной энергии образующихся поверхностей раздела. Для превращения 1рафиталмаз при нормальной температуре расчеты, проведенные в дают значение давления р ГПа при гидростатических условиях сжатия. Представленные выкладки применимы для бездефектных структур. Но слоистые структуры, в частности графит, подвержены образованию различных структурных дефектов, основными из которых являются турбостратные дефекты упаковки. Эти дефекты образуются вращением или смещением слоев на произвольную величину и представляют собой некогерентные границы.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.273, запросов: 232