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    素材编号:
    340674
    素材软件:
    PowerPoint
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    .ppt
    素材上传:
    yangyiner
    上传时间:
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    无机功能材料ppt

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    这是无机功能材料ppt,包括了简介,合成立方氮化硼方法,合成工艺,烧结工艺,聚晶立方氮化硼的性能特点,聚晶立方氮化硼的主要应用简介,聚晶立方氮化硼材料之我见等内容,欢迎点击下载。

    聚晶立方氮化硼超硬材料介绍
    张会东
    20092401177
     1 . 简介
    立方氮化硼材料人工合成的硬度仅次于金刚石的超硬材料。
    2. 立方氮化硼合成方法
    1.高温高压法
       高温高压法是传统的在高温高压下利用立方氮化硼的热稳定区合成立方氮化硼的方法
    2.水热法
        水热法是在低温低压条件下在水溶液中利用反应耦合效应合成立方氮化硼微晶的方法
    3. 气相沉积法
       气相沉积是一种利用CVD 方法合成CBN 膜的技术
    3.合成工艺
    3.1  粘结剂
    聚晶立方氮化硼是立方氮化硼颗粒和一定比例的粘结剂在高温高压下烧结而成的,加入适量的粘结剂可以降低烧结温度和压力,并改善烧结体的性能。
    3.1.1粘结剂的选择
    ①线膨胀系数尽可能与立方氮化硼接近,以降低温差应力
    ②粘结剂与氮或硼元素应有强烈的化学亲和性,从而可以提高粘结强度
    ③可以牢固连接硬质合金基体
    ④粘结剂应具有较高的硬度与韧性
    3.1.2粘结剂的种类
    (1) 金属粘结剂
         由金属或合金组成(如铝、钛、钴、镍等)
    作用:i.所得产品导热性能优异
               ii.所得产品耐磨性下降
               iii.高温时所得产品红硬性下降
    (2) 陶瓷粘结剂
         主要有氮化物、碳化物、硼化物等
    作用:i.所得产品导热性差          
               ii.所得产品较强的抗化学磨损性能
               iii.所得产品耐高温磨损
    (3) 金属陶瓷粘结剂
       由陶瓷与金属或金属合金按一定配比组成
    作用:金属陶瓷粘结剂则兼具了纯金属和纯    陶瓷粘结剂两者的优点
    4. 烧结工艺
    烧结过程中的主要参数为
    (1)温度:
           可选择的烧结温度为1400 ℃~1600 ℃
    (2)压力:
           压力的范围大约为510~710GPa
    (3)烧结时间:
           保温时间大约为2~30 分钟
    5.聚晶立方氮化硼的性能特点
    5.1  较高的硬度、耐磨性和抗冲击性
    5.2  高的热稳定性
      聚晶立方氮化硼在高达1200 ℃的温度下还表现出良好的热稳定性。因此切削时刀具尖端的相对高温不会对它产生不利的影响,相反还能在切削硬质合金时起到加速切削的作用。
    5.3  化学稳定性好
    与铁族金属在1200 ℃~1300 ℃的高温下也不起化学反应,在酸中不受侵蚀,300 ℃左右在碱中才会被侵蚀。
    5.4 摩擦系数较低
    立方氮化硼与不同材料的摩擦系数在011~013之间,远小于硬质合金的摩擦系数(014~016)。
    5.5  导热性良好
    聚晶立方氮化硼材料的导热系数低于金刚石的导热系数,是硬质合金的20 倍 。而且随着切削温度的提高,聚晶立方氮化硼的导热系数是增大的,而氧化铝的导热系数是减小的(如图3 所示)  ,因此聚晶立方氮化硼刀具的刀尖处热量可以很快传出去,有利于加工精度和抗机械磨损能力的提高。
     6.聚晶立方氮化硼的主要应用
      主要应用:加工黑色金属的刀具材料
    (1)CBN 含量高的聚晶立方氮化硼一般用作粗加工淬硬钢和珠光体铸铁的刀具材料
    (2)CBN 含量低的聚晶立方氮化硼一般用作加工淬硬钢的刀具材料
    7.聚晶立方氮化硼材料之我见
          在越来越多的气井钻井过程中,应用先进的PDC钻头取代传统的硬质合金牙轮钻头,可加快钻井速度,减少钻井工时和成本,尽可能地实现绿色钻井。
    低碳经济和绿色制造技术研究应用,是我国未来机械工具行业发展方向,根据绿色制造“节约资源、污染最小、有利环保”的指导思想,为了消除切削液的不良影响,最理想有效的加工方式就是干切削。
    干切削、硬态加工和高速切削相结合的具有效率高、能耗低、节约资源、减少污染等特点的绿色切削,而聚晶立方氮化硼刀具的优点表明其最符合绿色切削的要求。
    随着工业化的不断发展,聚晶立方氮化硼材料将会不断得到发展,聚晶立方氮化硼刀具的应用会越来越广泛,因此,需要加大研制开发国产高品级聚晶立方氮化硼刀具的力度。
     

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