SPS合成金刚石及其原位自生增强铁镍基复合材料的研究
发布时间：2021-09-29 16:55
金刚石是碳的同素异构体之一,具有所有材料中最高的硬度强度、优异的力学性能,良好的热稳定和化学稳定性等物理化学性能,在工业上有着广泛的应用。放电等离子烧结（SPS）是一种材料快速成型的制备技术,是很有前景的金刚石合成新技术。本论文根据碳和金刚石的转变相图,控制温度和压力两个重要因素,采用碳纳米管作为碳源,FeNi30为催化剂,利用SPS合成金刚石,研究最佳的碳源与催化剂比例;接着研究不同温度对合成金刚石的影响,得出最佳的烧结工艺;另外,通过改进实验装置获得高压,探讨了不同压力（无压、低压和高压）对合成金刚石的影响,通过XRD、拉曼光谱、透射电镜和扫描电镜来表征合成的纳米金刚石。在成功地合成了金刚石的基础上,研究了原位合成纳米金刚石增强铁镍基复合材料的制备与性能。研究结果表明:碳纳米管在FeNi30粉末的催化作用下可以转变为金刚石。当碳纳米管与催化剂质量比例为7:3时,可以生成的纳米金刚石;当烧结温度为1200℃,烧结压力为80 MPa时,生成的纳米金刚石晶型较完整,并且金刚石的转化率较高;对于添加0.7wt.%Ce合成金刚石,最佳的烧结温度为1100℃,并且金刚石的转化率提高了;无压烧结...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
金刚石的晶胞结构和晶体结构
石用触媒材料的选择早已突破金属触媒, 用非成金刚石用触媒材料的选择早已突破金属触。现已确认下列非金属材料对石墨转化为金刚C、Fe3C、VC、SiC)[38-40]，碳酸盐(CaCO3、L化物(Mg3BN3、LiBN2、CaB7N4), 硫酸盐(CP)[41-43]等。由上述触媒与石墨作用合成的无色 但同时必须采用比金属触媒材料合成金刚石), 才能充分发挥其催化作用, 所以并未在金刚石的制备工艺形成的机理，科研工作者们有了许多思考：一部，也就是说物质经受了较高的温度和压力后
第一章 绪 论者只能从爆轰产物中研究纳米金刚石合成机理。科学家们[49,50]对了研究，爆轰波由化学反应区和 Taylor 波区组成，如图 1.4 所示金刚石生长在 Taylor 区。文献[51]阐述了纳米金刚石合成机理：高导冲击波的作用下爆轰后释放出类气态游离碳原子或原子团,这些区的高温、高压下由于过饱和而迅速凝聚成碳液滴,小的碳液滴随液滴,碳液滴均匀分布在爆轰产物中,随爆轰产物等墒膨胀。在保护
【参考文献】：
期刊论文
[1]人造金刚石的制备方法及其超高压技术[J]. 韩奇钢. 高压物理学报. 2015(04)
[2]碳纳米管增强聚晶金刚石复合片的抗冲击韧性及其机制[J]. 段植元,汪冰峰,崔刊,刘岚逸,陈作林,董婉冰,王晓燕,褚新. 矿冶工程. 2015(02)
[3]粉末冶金法制备碳纳米管增强金属基复合材料研究进展[J]. 董占青,王筱峻,杨锐,陈名海,刘宁,李清文. 材料导报. 2014(21)
[4]日本放电等离子体烧结的现状[J]. 孟晔,强文江,贾成厂. 粉末冶金技术. 2014(04)
[5]爆轰法制备纳米超微金刚石的最新进展[J]. 刘世杰. 甘肃石油和化工. 2014(02)
[6]原位合成碳纳米管增强金属基复合材料的研究现状[J]. 卢华勇. 科技信息. 2014(08)
[7]石墨烯/碳纳米管复合材料的制备及应用进展[J]. 赵冬梅,李振伟,刘领弟,张艳红,任德财,李坚. 化学学报. 2014(02)
[8]MPCVD制备大颗粒金刚石形貌的研究[J]. 吕继磊,满卫东,朱金凤,涂昕. 硬质合金. 2012(02)
[9]直流喷射电弧等离子体制备金刚石单晶的研究[J]. 李彬,闫占奇,李浩,韩晓泉,吕反修,陈广超,李宏. 人工晶体学报. 2012(02)
[10]金刚石/铜复合材料在电子封装材料领域的研究进展[J]. 邓安强,樊静波,谭占秋,范根莲,李志强,张荻. 金刚石与磨料磨具工程. 2010(05)
博士论文
[1]生长型金刚石聚晶的高温高压合成及其机理研究[D]. 胡强.吉林大学 2016
[2]化学气相法合成高品级金刚石单晶微粉的基础研究[D]. 张韬.上海交通大学 2014
[3]优质Ⅱa型宝石级金刚石的高温高压合成及机理研究[D]. 李尚升.吉林大学 2009
[4]高品级超细颗粒金刚石的高温高压合成[D]. 高峰.吉林大学 2008
硕士论文
[1]纳米聚晶金刚石的高温高压制备[D]. 韦鑫.吉林大学 2017
[2]微波法制备高质量金刚石薄膜[D]. 陈辉.武汉工程大学 2013
[3]铁基触媒组织与金刚石单晶合成的相关性研究[D]. 高才.山东建筑大学 2010
[4]超细颗粒金刚石单晶高温高压合成及其生长机制的研究[D]. 刘晓兵.吉林大学 2009
[5]高温高压下IB型宝石级金刚石的多晶种法合成[D]. 黄国锋.吉林大学 2008
[6]人工合成金刚石的历史与现状[D]. 张志国.吉林大学 2006
本文编号：3414087
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
金刚石的晶胞结构和晶体结构
石用触媒材料的选择早已突破金属触媒, 用非成金刚石用触媒材料的选择早已突破金属触。现已确认下列非金属材料对石墨转化为金刚C、Fe3C、VC、SiC)[38-40]，碳酸盐(CaCO3、L化物(Mg3BN3、LiBN2、CaB7N4), 硫酸盐(CP)[41-43]等。由上述触媒与石墨作用合成的无色 但同时必须采用比金属触媒材料合成金刚石), 才能充分发挥其催化作用, 所以并未在金刚石的制备工艺形成的机理，科研工作者们有了许多思考：一部，也就是说物质经受了较高的温度和压力后
第一章 绪 论者只能从爆轰产物中研究纳米金刚石合成机理。科学家们[49,50]对了研究，爆轰波由化学反应区和 Taylor 波区组成，如图 1.4 所示金刚石生长在 Taylor 区。文献[51]阐述了纳米金刚石合成机理：高导冲击波的作用下爆轰后释放出类气态游离碳原子或原子团,这些区的高温、高压下由于过饱和而迅速凝聚成碳液滴,小的碳液滴随液滴,碳液滴均匀分布在爆轰产物中,随爆轰产物等墒膨胀。在保护
【参考文献】：
期刊论文
[1]人造金刚石的制备方法及其超高压技术[J]. 韩奇钢. 高压物理学报. 2015(04)
[2]碳纳米管增强聚晶金刚石复合片的抗冲击韧性及其机制[J]. 段植元,汪冰峰,崔刊,刘岚逸,陈作林,董婉冰,王晓燕,褚新. 矿冶工程. 2015(02)
[3]粉末冶金法制备碳纳米管增强金属基复合材料研究进展[J]. 董占青,王筱峻,杨锐,陈名海,刘宁,李清文. 材料导报. 2014(21)
[4]日本放电等离子体烧结的现状[J]. 孟晔,强文江,贾成厂. 粉末冶金技术. 2014(04)
[5]爆轰法制备纳米超微金刚石的最新进展[J]. 刘世杰. 甘肃石油和化工. 2014(02)
[6]原位合成碳纳米管增强金属基复合材料的研究现状[J]. 卢华勇. 科技信息. 2014(08)
[7]石墨烯/碳纳米管复合材料的制备及应用进展[J]. 赵冬梅,李振伟,刘领弟,张艳红,任德财,李坚. 化学学报. 2014(02)
[8]MPCVD制备大颗粒金刚石形貌的研究[J]. 吕继磊,满卫东,朱金凤,涂昕. 硬质合金. 2012(02)
[9]直流喷射电弧等离子体制备金刚石单晶的研究[J]. 李彬,闫占奇,李浩,韩晓泉,吕反修,陈广超,李宏. 人工晶体学报. 2012(02)
[10]金刚石/铜复合材料在电子封装材料领域的研究进展[J]. 邓安强,樊静波,谭占秋,范根莲,李志强,张荻. 金刚石与磨料磨具工程. 2010(05)
博士论文
[1]生长型金刚石聚晶的高温高压合成及其机理研究[D]. 胡强.吉林大学 2016
[2]化学气相法合成高品级金刚石单晶微粉的基础研究[D]. 张韬.上海交通大学 2014
[3]优质Ⅱa型宝石级金刚石的高温高压合成及机理研究[D]. 李尚升.吉林大学 2009
[4]高品级超细颗粒金刚石的高温高压合成[D]. 高峰.吉林大学 2008
硕士论文
[1]纳米聚晶金刚石的高温高压制备[D]. 韦鑫.吉林大学 2017
[2]微波法制备高质量金刚石薄膜[D]. 陈辉.武汉工程大学 2013
[3]铁基触媒组织与金刚石单晶合成的相关性研究[D]. 高才.山东建筑大学 2010
[4]超细颗粒金刚石单晶高温高压合成及其生长机制的研究[D]. 刘晓兵.吉林大学 2009
[5]高温高压下IB型宝石级金刚石的多晶种法合成[D]. 黄国锋.吉林大学 2008
[6]人工合成金刚石的历史与现状[D]. 张志国.吉林大学 2006
本文编号：3414087
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