金刚石表面镀覆对铁基金刚石锯切工具界面的影响

论文摘要

本课题通过设计,合理的金刚石表面进行化学镀镍。再将化学镀金刚石置于滚镀装置中在镀镍的基础上滚镀镍及镍/纳米复合镀层，使用扫描电镜和能谱分析纳米电沉积的复合镀金刚石的表面形貌及微观结构。将复合镀金刚石加入到铁基胎体中烧结成节块，检测试样的力学性能，用扫描电镜观察样条的断口形貌，使用能谱分析金刚石和镀层及胎体之间的存在状态，阐述金刚石和胎体间的结合状态与试样力学性能之间的关系。结果表明：随增重量的增加，其镀层厚度增加，镀层越厚，镀层表面越平滑、致密，纳米粒子的加入在一定程度上具有细化晶粒的作用。当镀层厚度达到14.5μm时，抗弯强度值达到最大值105.58MPa。镀层的最佳厚度为14.5μm。镀层越厚，纳米粒子的比例越大。当温度为790℃，烧结压力为20MPa时，节块的硬度和抗弯强度最大。节块的应力应变关系为典型的陶瓷的应力应变曲线。使用EDS分析Ni-纳米SiC复合镀层金刚石样条的断口上的金刚石和金刚石脱落后所留下的脱落坑，发现在金刚石表面存在大量结合剂元素Cu、Fe、Ni等。且在金刚石脱落坑中也发现了镀层中的Si元素，说明在烧结充分，纳米粒子的加入提高了复合材料的界面结合。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景和意义
• 1.2 金刚石表面镀覆
• 1.2.1 金刚石表面金属化方法
• 1.2.2 陶瓷镀覆
• 1.3 金刚石表面镀覆对界面结合状态的影响
• 1.4 课题的提出和主要研究内容
• 1.4.1 课题的提出
• 1.4.2 研究内容及意义
• 第二章 试验条件与试验方法
• 2.1 化学镀镍
• 2.1.1 化学镀原理
• 2.1.2 化学镀镍用材料和药品
• 2.1.3 化学镀镍用试验设备
• 2.1.4 金刚石表面化学镀 Ni 的工艺流程
• 2.1.5 化学镀前表面处理
• 2.1.6 镀液的配制及镀覆工艺
• 2.2 NI-纳米粒子复合电沉积
• 2.2.1 纳米材料的分散
• 2.2.2 纳米复合镀液的制备方法
• 2.2.3 电镀仪器设备
• 2.3 铁基金刚石试样的制备
• 2.3.1 试验材料和药品
• 2.3.2 试验设备
• 2.3.3 烧结工艺的确定
• 2.3.4 热压烧结成型
• 2.4 镀层及断口的检测
• 2.4.1 金刚石镀覆前后的形貌分析
• 2.4.2 计算金刚石镀层厚度
• 2.4.3 镀后金刚石表面形貌及成分分析
• 2.4.4 抗弯强度及断口分析试验
• 第三章 实验结果及分析
• 3.1 电镀前后的形貌
• 3.2 镀膜厚度的计算及单颗粒抗压强度
• 3.3 镀后金刚石表面形貌及成分分析
• 3.3.1 镀层形貌分析
• 3.3.2 镀层成分的分析
• 3.4 烧结工艺的确定
• 3.4.1 温度对胎体力学性能的影响
• 3.4.2 压力对胎体力学性能的影响
• 3.4.3 节块的应力应变曲线
• 3.5 抗弯强度及断口分析试验
• 3.5.1 样条抗弯强度分析
• 3.5.2 断口形貌及成分分析
• 3.6 纳米复合镀层沉积机理
• 3.6.1 纳米复合镀层的沉积机理
• 3.6.2 纳米复合镀层的强化机理
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历