准静态和冲击载荷下金刚石颗粒破碎特性研究

发布时间：2023-02-22 19:57

　　本文利用超硬磨料抗压强度测定仪提供准静态载荷,测试了不同品级、晶形的金刚石颗粒的抗压强度,并对热处理前后的金刚石颗粒采取多次逐渐加压的方式模拟了裂纹的形成扩展过程,分别利用光学显微镜和扫描电镜观察并分析了金刚石表面裂纹的演变过程以及破碎后颗粒各种断口形貌的形成机理;利用人造金刚石冲击韧性测定仪提供循环冲击载荷,测试了不同粒度、品级和冲击次数的金刚石颗粒的破碎率,利用颗粒图像分析仪和扫描电镜图像测试了破碎颗粒的粒度分布和形貌,分析了循环载荷作用下金刚石颗粒的破碎方式;利用气流粉碎机提供高速对冲气流对金刚石颗粒进行破碎,测试了破碎产物不同粒度样品的形貌特征。本文得出的主要结论如下。(1)准静态载荷下金刚石颗粒的破碎特性:测得高中低三个品级金刚石颗粒的抗压强度平均值分别为478.25N、223.26N、101.08N,标准偏差分别为195.41、92.43、61.04,高品级颗粒更容易发生粉碎性断裂,中低品级的颗粒主要是颗粒局部发生断裂。在压力作用下金刚石表面裂纹的形核过程为颗粒(111)面上裂纹主要在三棱锥凹坑形核,形核之后的微裂纹联合形成凹坑带,凹坑带发展联合形成大型裂纹向晶棱扩展最终导...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 金刚石的结构与性质
        1.2.1 金刚石的晶体结构
        1.2.2 金刚石的力学性质
        1.2.3 金刚石的形貌特征
        1.2.4 金刚石的表面缺陷
    1.3 脆性材料微观断裂破碎机理及研究现状
        1.3.1 裂纹形核
        1.3.2 裂纹扩展
        1.3.3 断口形貌
        1.3.4 破碎方式
    1.4 金刚石破碎特性的应用领域
        1.4.1 金刚石微粉的制备
        1.4.2 金刚石制品的使用
    1.5 金刚石材料断裂破碎研究现状
    1.6 研究内容和意义
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 研究意义
2 实验材料、方案及表征方法
    2.1 实验原料与实验仪器
    2.2 实验方案
        2.2.1 静压破碎实验
        2.2.2 冲击破碎实验
    2.3 金刚石的分析表征方法
        2.3.1 光学显微镜分析
        2.3.2 颗粒图像分析
        2.3.3 扫描电子显微镜分析
        2.3.4 X射线能谱分析
3 准静态载荷下金刚石颗粒破碎特性及机理分析
    3.1 引言
    3.2 原料颗粒分析
        3.2.1 不同品级金刚石颗粒
        3.2.2 不同晶形金刚石颗粒
    3.3 抗压强度分析
        3.3.1 不同品级金刚石颗粒抗压强度分析
        3.3.2 不同晶形金刚石颗粒抗压强度分析
    3.4 裂纹在金刚石表面的形核和扩展
        3.4.1 多次逐渐加压样品断裂形貌分析
        3.4.2 不同断裂程度形貌分析
        3.4.3 热处理对表面裂纹的影响
    3.5 断口形貌特征及其形成机理分析
        3.5.1 解理面断口形貌及形成机理分析
        3.5.2 解理面不同的台阶花样及形成机理分析
        3.5.3 其他晶面断口形貌及形成机理分析
    3.6 本章小结
4 冲击载荷下金刚石颗粒破碎特性及机理分析
    4.1 引言
    4.2 循环冲击应力下金刚石颗粒的破碎特性
        4.2.1 粒度对金刚石颗粒破碎特性的影响
        4.2.2 品级对金刚石颗粒破碎特性的影响
        4.2.3 冲击次数对金刚石颗粒破碎特性的影响
    4.3 气流冲击作用下金刚石颗粒破碎特性
    4.4 静压破碎与冲击破碎断口形貌对比分析
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
个人简历
致谢



本文编号：3748199