《合成金刚石的研究与应用》求取 ⇩

目 录3

第一部分人造金刚石单晶3

1.1“生长空间”理论在金刚石单晶生产中对提高颗粒度的影响3

1.1.1降低组装石墨棒压力试验4

1.1.2碳片焙烧试验6

1.1.3试验条件及结果7

1.1.4结论及问题讨论7

1.2在6×600t铰式液压机上增大合成腔体的研究12

1.2.1组装件的改进13

1.2.2组装块技术数据及合成工艺15

1.2.3工艺改进后的效果及一些问题的讨论17

1.2.4存在问题26

1.3再论增大合成腔体的若干问题及其在单晶生产中的应用28

1.3.1增大合成腔体的若干问题28

1.3.2扩大腔体后可以考虑推广的几种方案34

1.4在6×600（6×800）t铰式液压机上φ18（20）mm37

腔体的发展37

1.4.1φ18（20）mm腔体工艺发展及试验37

1.4.2结论39

1.5.1试生产的基本条件41

1.5φ23mm腔体新工艺试验报告及其特点分析41

1.5.2合成试验的结果42

1.5.3试验数据特点分析43

1.5.4实现新工艺应注意的几个问题44

1.5.5新工艺的主要特点49

1.5.6精细度的调整50

1.6方腔体的研究及讨论51

1.6.1引言51

1.6.2关于合成腔的压力分布问题51

1.6.3方腔体在方容器内更具合理性53

1.6.6方形触媒片和碳片的制备54

1.6.4关于叶蜡石方孔成型问题54

1.6.5关于堵头的考虑54

1.6.7在15（16）mm的方腔体中进行初步合成55

对比试验及新近验证55

1.6.8方腔体有关问题的讨论56

1.7表面理论对高压下人造金刚石成核影响因素的探58

讨58

1.7.1表面始态覆盖度与表面中间态覆盖度对58

成核的影响58

1.7.2合金表面的均相性与局部表面（微区表面）的非均相性及非均相成核59

1.7.3金刚石亚稳态（金刚石—石墨平衡线下）的成核60

1.8钻探用粗粒优质单晶人造金刚石合成的几个问题67

1.8.1金刚石局部生长问题69

1.8.2优质金刚石生长区间问题70

1.8.3金刚石合成的原材料——叶蜡石、触媒、72

碳素问题72

1.8.4组装工艺74

1.8.5操作工艺74

1.9采用8号触媒进行粗颗粒、高品级人造金刚石合成75

工艺的研制75

1.9.2研制概况76

1.9.1粗颗粒高品级合成工艺的指导思想76

1.9.3工艺及试验结果79

1.9.4研制结果80

1.9.5新工艺的经济效益81

1.9.6讨论81

1.9.7存在问题83

1.10钻头级单晶金刚石的某些特性和合成及其前后84

处理新工艺84

1.10.1钻头级人造金刚石的基本要求85

1.10.2前处理工艺90

1.10.3合成工艺93

1.10.4后处理工艺94

1.11在6×600t铰式液压机上实现40/50、300N左右96

金刚石单晶的试验报告96

1.12薄膜型触媒合成金刚石的工艺研究98

1.12.1基本构思98

1.12.2试验条件99

1.12.3试验结果100

1.12.4问题的分析与讨论100

1.13超薄型鳞片状触媒合成细一超细颗粒金刚石工艺102

的试验研究102

1.13.1构思设想及预测102

1.13.2鳞片状触媒的制备与物理分析103

1.13.3组装106

1.13.4合成工艺及合成结果107

1.13.5结论与特点109

1.14大颗粒人造金刚石的光学性质研究分析111

1.14.1实验方法与条件112

1.14.2观察与试验结果112

1.14.3几点结论114

1.15人造金刚石晶体形态的异形生长115

1.15.1长柱状人造金刚石的发现115

1.15.2异形金刚石生长的研究116

1.15.3对金刚石异形生长的解释118

1.15.4结论与分析120

1.16金刚石的后机械加工是提高利用率的重要途径122

1.16.1后机械加工产品的分类122

1.16.2主要参数选择123

1.16.3最佳工艺的选择124

1.16.4生产中的应用126

1.16.5结论127

1.17.1引言129

1.17.2逆转化机理基础129

1.17金刚石和立方氮化硼的逆转化机理与应用129

1.17.3过渡族元素或合金对金刚石的逆转化机130

理130

1.17.4碱金属或碱土金属或合金对立方氮化硼136

的逆转化机理136

1.17.5金刚石和立方氮化硼其它阶段的逆转化140

1.1 7.6立方氮化硼工具的磨损类型与机理144

1.17.7结束语147

1.18当前人造金刚石薄膜的新进展149

1.18.1国际薄膜技术动态149

1.18.2 CVD的几种主要方法及国内外工作对比151

1.18.3热解法金刚石薄膜的基本形貌154

1.18.4目前金刚石薄膜的其它表征形式155

1.18.5影响金刚石薄膜生长和应用的主要因素160

1.18.6几点评述161

第二部分人造金刚石烧结体和复合体165

2.1爆炸金刚石微粉静压烧结体试验研究165

2.1.1烧结体合成工艺165

2.1.2烧结体的性能168

2.1.3结论169

2.2镍－硅金刚石烧结体多粒合成工艺的研究171

2.2.1烧结体的多粒组装和排列171

2.2.2合成腔体的压力—温度问题173

2.2.3强化处理与粒浮处理176

2.3论烧结体单腔多粒烧结的若干问题177

2.3.1烧结体多粒烧结排列的原则177

2.3.2烧结体多粒排列的类型178

2.3.3烧结体多粒生产工艺值得注意的几个问题179

2.3.4烧结体的高温力学问题182

2.4原料细化与人造金刚石三角形烧结体磨耗比关系184

的研究184

2.4.1前言184

2.4.2试验条件与做法184

2.4.3试验结果及讨论185

2.4.4结论186

2.5关于人造金刚石烧结体性能的测定问题188

2.5.1试验与效果188

2.5.2试验结果的规律性190

2.5.3不同机制对烧结体性能的影响191

2.5.4结论192

2.6介绍前苏联ACIIK型多晶金刚石的合成工艺与耐193

磨性的研究193

2.6.1合成的基本情况193

2.6.2关于多晶体性能的测定194

2.6.3有关问题讨论和结论196

2.7谈谈日本新型复合体及复合体钻头197

2.7.1该项工作的核心内容197

2.7.2新型复合体的特点198

2.7.3几点体会198

2.7.4应用实例199

2.8金刚石柱齿复合体及其钻具的实验研究202

2.8.1问题的提出202

2.8.2金刚石柱齿复合体的研制203

2.8.3实验室条件下的性能测试205

2.8.5结论207

2.8.4金刚石柱齿复合体钎头生产试验207

第三部分人造金刚石钻头与钻探211

3.1在矿山地质勘探中应广泛推广人造金刚石钻探新211

技术211

3.1.1我国冶金矿山地质应用人造金刚石钻探技211

术的发展211

3.1.2矿山地质人造金刚石钻探技术的应用213

3.1.3在矿山地质中开展人造金刚石钻探技术的217

几个结论217

3.2.1设计原则与φ65mm的钻头设计219

3.2球齿形冲击钻头的设计、制造和选用219

3.2.2该类钻头的适应性及硬质合金的选择220

3.2.3推荐使用的球齿形钻头的硬质合金224

3.2.4 目前国内的直径系列和适用范围225

.3.2.5讨论和结论227

3.3全断面金刚石钻灌钻头的设计和应用229

3.3.1全断面金刚石钻灌钻头的技术要求229

3.3.2钻头制作的几项具体技术要求231

3.3.3设计指导思想231

3.3.4问题及应注意的技术要求232

3.4.1制作方法的选择234

3.4锥形电镀测定地压钻头的研制与应用234

3.4.2电镀锥形测压钻头制作的主要参数235

3.4.3具体的使用236

3.5煤田地质勘探金刚石钻头磨料的研究与钻头选用239

3.5.1超硬材料（磨料）的选用239

3.5.2适用煤田地质勘探钻头的选用242

3.5.3正确选用扩孔器（导正器）246

3.6扩孔钻头和导向器247

3.6.1常用扩孔钻头与导向器247

3.6.3钻磨式导向扩孔钻头248

3.6.2喷射式导向扩孔钻头248

3.6.4几点建议249

3.7优质、多品种、系列化生产人造金刚石钻头250

3.7.1优质、多品种、系列化生产人造金刚石251

钻头251

3.7.2选用品级较高的人造金刚石制造钻头251

3.7.3加强技术服务，按岩石多种特性设计钻头254

3.7.4采用先进的粉末冶金技术255

3.7.5在钻头制作工艺上采用多种方法256

3.7.6坚持严格的产品检验制度256

3.8.1超硬材料发展的评述257

3.8试述金刚石钻头发展新趋势257

3.8.2钻头制作方法的评述及发展259

3.8.3钻头孔径上的变化趋势和评述264

3.8.4钻头品种的发展和评述265

3.9国内外特种钻探磨料的选用及钻头研究268

3.9.1探工与矿产业和其它特种钻探领域269

3.9.2探工领域中磨料系列与选用272

3.9.3优质、多品种、系列化生产金刚石特种274

钻头274

3.10.1金刚石孕镶钻头胎体的结构及结合276

粘结强度问题的探讨276

3.10提高热压法烧结孕镶钻头中金刚石与胎体金属276

3.10.2胎体金属粉末的选择277

3.10.3烧结工艺的影响280

3.10.4结束语281

3.11高时效金刚石绳索取心钻进的实践与认识282

3.11.1提高时效与钻头寿命的关系282

3.11.2提高时效与经济效益的关系284

3.11.3几点结论285

果286

3.12.1烧结体钻头的碎岩机理286

3.12犁头式烧结体金刚石钻头在中硬岩层中的使用效286

3.12.2烧结体钻头的几项具体排布工艺288

3.12.3犁头式烧结体金刚石钻头的现场效果291

3.12.4结论293

3.13人造金刚石底喷式钻头在硬、脆、碎岩矿层中的294

试验报告294

3.13.1试验地层295

3.13.2钻头、钻具结构295

3.13.3钻进工艺参数295

3.13.4使用效果295

3.13.5结论297

3.14严把质量关提高钻头寿命300

3.14.1第一PDCA循环——解决钻头质量不稳定300

问题300

3.14.2第二PDCA循环——解决钻头胎体硬度均304

一化问题304

3.14.3高寿命钻头的统计数据306

3.15结合实际合理设计钻孔结构309

3.15.1矿区简况和小口径钻探一度失利309

3.15.2进行多级钻孔设计、大胆采用φ75mm311

钻头取得明显效果311

3.15.3几点结论315

3.16 200～300N高强度合成金刚石及其在钻探中的318

应用318

3.16.1 200～300N级高强金刚石的合成318

3.16.2特高强金刚石在岩心钻探中的应用效果322

3.16.3大钻压高效钻进的结论325

第四部分人造金刚石有关的其它技术问题329

4.1 6×1000t～6×1500t铰链式液压机是我国当前的329

重要发展机型329

4.1.1国外发展机型的现状分析329

液压机332

4.1.2我国应发展6×1000t～6×1500t铰链式332

4.1.3关于大顶锤问题333

4.2值得在我国推广的新型液压机——大型凹砧式335

两面顶液压机335

4.2.1凹砧式液压机的基本情况335

4.2.2我国具有极好的吸收、消化、推广的条件339

及其特点综合评述339

4.3 NiMnCo触媒在我国金刚石工业中研制和推广的342

意义342

4.3.1 关于金刚石合成机理的探讨在触媒元素342

选择中的作用342

4.3.2 NiMnCo触媒在大量的试验基础上产生345

4.3.3坚定信心地把NiMnCo触媒推向金刚石界349

4.3.4结论353

4.4 2#和2#含B新触媒的试验报告355

4.4.1材料的制备355

4.4.2初步试验结果355

4.4.3 2#新触媒的主要特点357

4.4.4结束语358

4.5金刚石专用T641型石墨片的研制及使用359

4.5.1问题的提出359

4.5.2主要技术参数的思路及建议360

4.5.3关于高强度、粗颗粒、优质金刚石专用361

石墨片的主要技术要求361

4.5.41641石墨片的特点364

4.5.5确定的石墨片主要参数365

4.5.6我单位实际使用效果365

4.6人造金刚石合成中的顶锤碎裂与防范367

4.6.1关于顶锤质量评述问题368

4.6.2顶锤原始材质和质量问题370

4.6.3磨加工的技术问题373

4.6.4顶锤的正确使用376

4.6.5装配顶锤应注意的几个问题378

4.6.6爆炸后对顶锤应注意的事项380

4.7推广扩大腔体工艺中节约顶锤及有关问题的探讨383

4.7.1扩大腔体顶锤尺寸的设计思路384

4.7.2注意导电缸绝缘问题386

4.7.3进行叶蜡石的合理保存、焙烧措施386

4.7.4电加热线路上的若干问题387

4.7.5关于水冷却问题389

4.7.6关于顶锤的密包问题390

4.7.7充分利用合成腔体的有效体积——使用方391

腔体391

4.8.1钢质顶锤研究意义393

4.8关于钢质顶锤试验的一篇报告393

4.8.2我们在钢质顶锤上的工作395

4.8.3结论与建议397

4.9人造金刚石电解泥分级、重－浮联选提纯的探讨398

4.9.1前言398

4.9.2人造金刚石电解泥性质的考查399

4.9.3分选方案确定的论述401

4.9.4分选流程和技术条件403

4.9.5结论406

4.10.1 70年代的电解工艺及随后的改进407

的有关问题探讨407

4.10无成本的人造金刚石提纯新工艺——电解工艺407

4.10.2最近采用的新工艺408

4.10.3有关问题的讨论和结论412

4.11金刚石表面金属化与提高金刚石工具的寿命问416

题416

4.11.1历史状况与方法416

4.11.2关于前苏联Cu-Ni镀层的一些研究情况417

4.11.3我们对此问题的基本看法419

4.11.4结论420

4.12.1 金刚石电镀技术要建立的一些重要概念422

4.12电镀技术与电镀扩孔器的改进和效果422

4.12.2电镀金刚石扩孔器工艺的改进430

4.12.3改进后扩孔器使用结果435

4.13金刚石锯片的新型刀头437

4.13.1新型锯片刀头的特点437

4.13.2有关金刚石新型“锯片刀头”专利的说明440

4.14热压人造金刚石磨头的研制442

4.14.1方法选择442

4.14.2试验条件443

4.14.3热压工艺参数的确定448

4.14.4结论450

4.15试论我国石材和金刚石行业的相互促进、共同发452

展452

4.15.1关于石材开发利用问题452

4.15.2 优质石材的地质勘探工作应提到重要的454

议事日程454

4.15.3关于石材的开采与加工457

4.15.4当前我国金刚石工业的基本状况458

4.16用数控磨耗比测定仪测定人造金刚石复合体、459

烧结体的磨耗比459

4.16.1前言459

4.16.2问题的提出460

4.16.3 数控磨耗比测定仪的优点和控制调节原461

则461

4.16.4结论464

重要附录467

附录一超硬材料产品水平的评价与分析研究报告467

附录二国家重点超硬材料及其新产品开发指南493

附录三φ26mm腔体金刚石合成工艺499

附录四 人造金刚石单晶钻头色谱及部分优质多品种523

钻头和扩孔器523

主要参考文献526