金刚石复合材料生产有新法

上一篇 / 下一篇  2011-06-06 16:59:00

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俄罗斯圣彼得堡材料科技研究中心研制出生产金刚石复合材料的新方法:无需高压便能获得大尺寸和所需形状的金刚石复合材料。

  通常,工业上超硬和高强材料由金刚石复合材料组成,也就是将金刚石镶嵌在某一种基底材料上用人工合成的方法获得。因此,对这种基底材料的性能要求很高。首先要求该材料具有硬度大、强度高和耐磨性好等特点。其次,该材料的化学结构要完整,在化学作用下能够牢固地与金刚石结合。同时,基底材料的物理性质要与金刚石相似,否则在外界压力下合成的材料会断裂。碳化物的性质最符合充当这种材料。它们具有很强的硬度、耐磨性、热稳定性和良好的热传导性能。热传导性越高,温差变化大的情况下制件断裂的可能性就越小。但采用传统烧结的方法对金刚石与碳化硅烧结无法获取金刚石复合材料,,因为在这一过程中需要很高的温度,而在高温下金刚石会转化成石墨。当然,也可以用高压的方法将金刚石与碳化硅合成以获得复合材料,但这一过程需要8.5吉帕斯卡的压强。因此,用高压的方法在高压舱里研制生产大尺寸和所需形状的金刚石复合材料是不可行的,花费将非常昂贵。

  俄专家在研制金刚石复合材料采用的新方法是,首先将金刚石加工成微米级大小的颗粒,并挤压成所需的形状和大小,然后将其放在真空中加热,同时用液态硅浸泡。此时,金刚石的表面转化成类似石墨的碳,并与液态硅发生作用。由此获得的制件将是由藏在碳化硅之间的金刚石粉末组成的完整复合材料,尺寸可以很大,形状也可任选,是其他方法无法取得的。

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