求金刚石复合片产品的理论知识。

你提到的聚晶金刚石复合片(PDC)具有明显的优势,如高硬度、高耐磨性、高弹性模量、各向同性和相对较高的热导率。近年来,它已成为高档机械加工工具、地质和石油钻头、陶瓷磨料、石材加工工具、混凝土工具和气门座及阀芯等高档耐磨设备的首选材料,也成为高科技新材料领域最具生命力的支柱产品之一。

它是由0.1毫米至几毫米厚的金刚石微粉、1毫米至几毫米厚的硬质合金基体和粘结剂在高温超高压下烧结而成的复合晶体材料。。工业中的PDC

其应用主要集中在以下几个方面:a .刀具。可加工有色金属、非金属、硬质合金、陶瓷、石材、玻璃、复合材料。切削非金属材料时,使用寿命是硬质合金刀具的20 ~ 100倍,有时可达1 000次以上;钻头。PDC广泛应用于石油开采和地质钻探。前苏联使用人造聚晶金刚石钻头进行钻探试验,每个钻头的平均钻进深度是硬质合金牙轮钻头的50倍。电线加工工具。PDC还可以用作拉丝模来拉制铜和铜合金、钨、钼和不锈钢。一个PDC拉丝模在磨削前可拉拔7kt铜丝,是硬质合金模具的200倍,是天然金刚石的10倍,成本仅为天然金刚石的1/3。特殊化学设备。

PDC的研究始于天然聚晶金刚石的研究。自然界中有两种聚晶钻石,即博纳多和巴拉斯。博纳尔多是一种由许多微小的钻石和少量其他物质组成的块状多晶体。晶粒排列紊乱,所以没有解理面。Ballas呈球形或橄榄形,其实心外壳由放射状钻石制成。20世纪60年代,为了解决金刚石制造和使用过程中产生的微粉的利用问题,人们提出了金刚石微粉能否加工成人造金刚石的设想。1964,美国GE公司的赖德首次申请用金刚石与一些金属添加剂制成金刚石结合剂。

专利。英国DeBeers公司的Blainley等人提出了用亲合金属作为粘结剂的金刚石团块。1970年,美国的霍顿和斯特朗伯格分别完成了烧结金刚石的实验。GE公司的李明阳等人在1980中提出了用硅浸渍金刚石聚晶的想法。

连接处。PDC是在PCD研究的基础上发展起来的。美国GE公司于65438年至0973年研制成功的Compax是PDC材料最早的产品,它的出现具有划时代的意义。同年,GE公司与美国克里斯腾森公司合作,成功研制出PDC石油钻头。1977年,英国德比尔斯公司开发出类似玉米的产品Syndite—Pax,并于1983年正式向市场销售该系列石油地质钻头。1977日本住友电气公司成功研发细晶粒PDC材料。此外,美国合成公司、Mega Diamond公司和Phoenix公司也在80年代开发了PDC产品。国外从80年代初开始,PDC材料广泛应用于切削工具、拉丝模和修整器,已经完全占领了石油钻井领域。中国的PDC材料开发始于20世纪70年代末,并于80年代初用于钻井和切削工具。1982

郑州磨料磨具研究所(以下简称三磨所)和郑州第二砂厂研制成功PDC材料。江汉油田在80年代后期从美国凤凰公司引进PDC生产技术后,1992有少量PDC销往美国。1993深圳森达公司从美国合成公司引进PDC生产技术。近年来,郑州三磨与日本东明公司合资成立了郑州新亚复合超硬材料有限公司,产品大部分出口国外。经过多年发展,我国PDC材料在品种、质量、应用等方面都有了长足进步,接近或达到国际水平。

聚晶金刚石复合片(PDC)的合成方法有两种:直接合成法,即一次性合成人造金刚石和硬质合金胎体,具有工艺简单、成本低、产量高的优点,但耐热性低;间接合成,即先烧结合成金刚石层,再焊接在硬质合金基体上。这种方法合成工艺复杂,成本高,但耐热性高。目前,国内普遍采用直接合成法制造PDC。聚晶金刚石(PCD)的合成方法也有两种:一种是卡宾达,通过高温高压烧结金刚石细粉合成;另一种是“半刚石”,以石墨为原料,在特定的稳定区域“生成转变”合成。目前,国内合成聚晶金刚石采用“卡宾达”法。

随着国内外学者对PDC材料的深入研究,这种耐磨材料的性能也在不断提高。目前,PDC产品已经成熟,自成体系,尺寸更大,结构、形状和制造技术更加多样化,发展趋势如下:

A.产品系列化。目前PDC产品已经定型,国内外很多厂家都有自己的系列产品,产品的规格和品种进一步完善,性能进一步提高,价格进一步降低,应用场合越来越广泛。

B.尺寸很大。在20世纪70年代,PDC的最大直径是十几毫米。20世纪80年代以来,为了满足大型加工工具和石油钻井的需要,国外十分重视大型PDC材料的生产。为了提高金刚石的强度,要求金刚石的粒度低于10}xm,低至5 m,但粒度越细,烧结促进剂在颗粒间的浸润越困难。所以可以采用硬质合金附近用大颗粒,其他部位用小颗粒的方式。20多年后

随着2000年的发展,GE和DeBee~已经可以向市场提供+70ram的产品,目前国内也可以提供30 mm以上的产品。

C.形状和结构的多样化。过去,PDC产品仅限于片状和圆柱形。由于尺寸较大以及电火花、激光切割等加工技术的提高,三角形、人字、山墙等毛坯增多。为了满足地质钻探和勘探工程中抗冲击钻头和改进型牙轮钻头的需要,美国合成公司和Mega Diamond公司还生产了球面、曲面和楔面等PDC材料。目前国内外正在研究将该产品应用于耐磨阀门或泵等化工单元设备,因此也出现了圆环等特殊的PDC材料。

我找了一些文献,给你总结了一下。应该够了。

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