一、透明超硬涂层材料（论文文献综述）
李石才[1]（2021）在《硬质合金表面镍-金刚石涂层的电化学沉积工艺及性能研究》文中认为硬质合金刀具拥有良好的综合性能,它能够满足不同行业的需求。三孔硬质合金刀片是现代工业生产中常使用到的刀具,经常被用来分切各种塑料薄膜、纸张、布匹、金属板等。但随着新材料、新工艺的出现,工业生产对硬质合金刀具又提出了更高的要求。因此,硬质合金表面再制造技术急待取得新的突破。电沉积作为一种成熟、低沉本的工艺,在现代工业制品中仍占据较大比重。本文以硬质合金刀片为研究基体,探究一种在其表面电化学沉积镍基纳米金刚石涂层的新工艺,在保证镀层结合力的同时尽可能提高其表面硬度和镀层的耐磨性能。硬质合金表面不同于普通钢材,因其制作工艺的特点,刀片基体内含有大量微孔,微孔内含有杂质、润滑油、离子等,导致电沉积时出现结合力差,甚至施镀困难的现象,因此需要针对其粉末冶金的特点去制定特殊的表面预处理方案。本文通过将硬质合金基体在酸碱溶液中浸泡,利用划痕仪确定了适合三孔硬质合金刀片的预处理流程。为保证纳米级金刚石在镀液中的均匀分散,实验选用了多种分散剂去验证其分散效果,利用粒径分布测试仪测量金刚石悬浮液的粒径分布,最终确定了分散剂的选用及其使用浓度。涂层制备时采用单一因素分析分别研究金刚石和分散剂两者添加量对镀层硬度和表面形貌的影响规律,再利用正交试验确定了分散剂和金刚石的使用配比,通过优选后的数据制备镍基纳米金刚石镀层和纯镍镀层,最后在转盘式摩擦磨损试验机上以相同的载荷旋转10min,通过金相显微镜的目镜刻度观察磨痕的宽度。正交实验中以硬度为主要评价标准,排列出三因素三水平共计九组实验,通过使用spass软件对正交试验数据分析,优化出最优的实验数据。摩擦磨损实验不仅获得了涂层的摩擦系数,还可以分析磨痕的宽度和磨损形式,充分判别金刚石复合镀层的耐磨能力。实验结果表明,合适的硬质合金预处理流程不仅增加镀层与基体的结合力,而且解决了硬质合金刀片在制备镍基纳米金刚石时不易沉积的问题,其中混酸处理10s,Murakam溶液处理25min时硬质合金不仅表面粗糙度由430nm增加到487nm,而且划痕形貌显示其结合力最好;仅仅采用Murakam溶液刻蚀15min之内时,镀层结合力也由23.44N逐渐增加到122.23N。在金刚石浓度为0.5g/L、金刚石粒径为50nm悬浮液中,当分散剂5040添加浓度为4g/L时,金刚石粒径分布为64nm,而未添加分散剂粒径分布为372nm,且分散剂5040浓度为1g/L时金刚石粒径分布达到44nm,分散剂的选用降低了镀液中金刚石的团聚现象。同时,在电沉积过程中发现,分散剂5040的加入使镀层中金刚石粒径团聚现象大大降低。正交实验数据显示,复合镀层的硬度与金刚石粒径大小呈正比,与分散剂浓度大小呈反比,正交优化后的参数是金刚石粒径250nm、金刚石添加量4g/L、分散剂添加量0.5g/L,正交试验后硬度可以达到860HV,较纯镍镀层500HV有极大地提高。摩擦磨损实验表明金刚石颗粒的加入,镀层的表面摩擦系数由纯镍的0.2487降低为0.1794,磨痕宽度也从0.44mm降低为0.4mm,镀层耐磨性能得到一定提升。
赵钰[2]（2021）在《航空有机玻璃聚氨酯耐磨保护层研究与应用》文中认为有机玻璃（PMMA）作为飞机座舱透明件的主要材料,是航空飞行器上的关键性透明功能结构件。飞机座舱透明件在风沙地区使用过程中出现严重的风砂冲蚀现象,造成透明度下降,严重影响飞行员的观察视野,威胁飞行安全。本文为航空有机玻璃保护层的研究,由于风砂侵蚀最先作用于材料的表面,通过在有机玻璃表面涂覆一层高性能聚合物保护涂层的方法来提升有机玻璃的耐磨性能,选用具有良好的光学性能、耐热性和耐磨性等特点的透明聚氨酯材料作为保护层材料。本文分两个技术方案进行航空有机玻璃保护层的研究。（1）合成高透明聚氨酯胶黏剂,粘贴高透明聚氨酯薄膜,用于座舱透明件前风挡部位作为耐风砂防护层。（2）合成聚氨酯涂料,采用喷涂方法,用于座舱透明件其他部位的防风砂涂层。本文选用二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）和异氟尔酮二异氰酸酯（IPDI）两种二异氰酸酯与聚醚二元醇、聚酯三元醇合成光学性能优异的高透明聚氨酯树脂,透光率可达到92.01%。采用52Y72树脂作为高透明聚氨酯胶黏剂,粘贴透明聚氨酯薄膜制得防护层,透光率为91.82%。防护层具有优异的光学性能和耐磨性,经吹砂试验后防护层的透光率仍保持79.2%。同时防护层具有优异的耐紫外老化性、耐水性和耐湿热老化性能。采用52Z11树脂为涂料成膜树脂,添加稀释剂、流平剂、消泡剂等,制得高透明聚氨酯涂料,透光率为91.97%。高透明聚氨酯涂料有优异的光学性能和耐磨性,经吹砂试验后涂层的透光率仍可达到75.9%。涂层的附着力好,具有优异的耐紫外老化性、耐水和耐湿热老化性能。
陈朝然[3]（2021）在《坚硬地层钻探用复合超硬材料（PDC）研制及性能研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着石油勘探开发的不断深入,浅层、易开发油气资源越来越少,钻探工作已由浅层、中深层向深部发展。同时,深部油气资源、地热资源、固体矿产资源的勘探开发对钻探技术提出了更高要求。为了解决深部地层岩石坚硬、研磨性强、高温、高压等复杂条件对高效、长寿命钻头的要求,急需研制开发综合性能优异的钻头材料。由于聚晶金刚石复合片（PDC）钻头硬岩的普遍性,高性能PDC材料的研发成为国内外的热点领域。研究发现,在坚硬、强研磨性地层中,影响金刚石复合片钻头使用性能的主要因素是高接触压力和岩石的高研磨性。上述因素将导致PDC的聚晶金刚石层与岩石接触面的摩擦温度过高,使金刚石聚晶层强度降低、磨损加快,从而导致金刚石复合片钻头的使用寿命降低。为解决上述难题,除了需要针对不同地层优化PDC钻头的结构及钻井参数外,还需研制具有高强度、高耐磨性和高热稳定性的聚晶金刚石复合片,并对PDC性能提升方法和机理开展理论研究。这对于延长钻头的使用寿命、提高钻进效率、扩大PDC钻头的应用范围,具有极其重要的意义。为了提高PDC的力学性能和热稳定性,可以从超硬材料的材料体系、界面结构设计、制备工艺等多个角度研究,包括分析超硬材料微观结构与成品宏观物性关系,分析粘结剂含量、粒径等对超硬材料宏观物性影响,分析金刚石微粉粒径、镀层特性、空间形态对超硬材料宏观物性影响,分析超硬材料配方研究及界面结构优化设计等。石墨烯自从被发现以来,由于其优异的力学和机械性能,使其可以作为复合材料理想的增强体。但是,目前对于石墨烯作为增强体的复合材料的研究主要集中在聚合物基和陶瓷基复合材料,对聚晶金刚石复合材料研究的较少,一些问题还未得到解决。金刚石拥有各种优异的物理力学性能,但常压下的热稳定性较差。立方氮化硼（c BN）拥有优良的热稳定性,其耐热温度在空气中可达1100℃左右,且同时拥有较高的硬度、大的弹性模量、断裂韧度。金刚石和氮化硼在结构晶格中的亲和力和共价键特性,使得金刚石和立方氮化硼可以形成“合金”,从而获取力学性能和热稳定性能优良的复合材料。碳氮化钛（Ti CN）结合了Ti C和Ti N的优点,同时具有高熔点、高硬度,而且Ti CN的热膨胀系数与c BN更匹配,常被用作为高温高压下烧结制备聚晶立方氮化硼（Pc BN）的粘结剂,以增加材料的抗弯强度和断裂韧性,从而获得具有较高红硬性和较低摩擦系数的Pc BN。本文针对花岗岩等坚硬地层岩石的钻进难题,研制具有高强度、高耐磨性和高热稳定性的聚晶金刚石复合片。通过在原材料中添加适量的石墨烯、立方氮化硼、碳氮化钛,利用国产六面顶压机,采用高温高压烧结法制备了高耐磨、高导电、高耐热、强度高的PDC复合片,并对PDC性能提升的机理开展了理论研究。此外,对不同界面结构的PDC的温度场、应力场进行了有限元数值模拟,结合室内钻进实验,提升了钻探用PDC钻头钻进硬岩的适用性,这对硬岩地层钻进用PDC钻头的推广应用具有重要的理论意义及应用价值。论文主要的研究工作和相关结论如下:（1）在国产六面顶压机下的高温高压条件下（5-6.5GPa,1300-1700°C）,成功制备了尺寸为13mm及30mm的聚晶金刚石复合片。石墨烯强化烧结的复合片为PDC-Graphene复合片,立方氮化硼强化烧结的复合片为TDBN系列复合片,碳氮化钛作为粘结剂制备的PDC为TDBN-Ti CN复合片,制备的PDC性能均可满足硬岩钻探的需要。（2）PDC-Graphene系列复合片中,适量的石墨烯可在金刚石表面形成润滑保护膜,在高压条件下降低金刚石颗粒间的摩擦阻力,促进碎化金刚石空隙的填充,提升粘结剂的均匀分布,从而使聚晶金刚石层中形成更为致密、均匀的结构,与不添加石墨烯制备的PDC相比,添加石墨烯制备的PDC-Graphene导电性和导热性以及机械性能均有一定程度的提升。（3）TDBN系列复合片与传统的PDC相比,TDBN系列复合片中金刚石在Co粘结剂作用下溶解析出,同时也伴随着表面钛膜的脱层并与c BN发生反应,生成热稳定性及耐磨性好的新陶瓷相,如Ti B2,Ti N。一方面不会影响金刚石颗粒之间形成D-D键合,另一方面反应产生的陶瓷相将填充在金刚石空隙间的金刚石通过键合连接在一起,从而使得合成的PDC复合片致密性、耐磨性。（4）TDBN-Ti CN系列复合片中,硬质合金基体中的Co渗入金刚石层中,和粘结剂Ti CN形成金属和陶瓷粘结剂体系。它可以促进立方氮化硼颗粒在金刚石晶界处形成Pc BN,并促进TDBN-Ti CN系列PDC同时具有PCD和Pc BN的综合性能。（5）对PDC硬质合金基体的非平面结构进行了更改设计,并开展了有限元数值模拟分析。采用Abaqus有限元数值模拟软件对新性非平面界面结构PDC的残余应力进行了分析,结果表明均匀分布的矩形凸起,起到了有效的分散应力的作用,显着减少了高温高压烧结后PDC内部的残余应力。
张旺玺,梁宝岩,李启泉[4]（2021）在《超硬材料合成方法、结构性能、应用及发展现状》文中进行了进一步梳理为了对超硬材料有更深入的了解,对以金刚石和立方氮化硼为主的超硬材料的合成方法、发展历程、结构与性能及应用领域进行了综述。金刚石的合成方法主要有静压触媒高压高温法、化学气相沉积法、动压爆炸法或爆轰法。经过几十年的发展,我国超硬材料制造技术和装备已经处于国际先进水平。超硬材料除了硬度高之外,还有许多优良的物理力学和化学性能,广泛应用于磨具、刀具、锯切、钻进等超硬材料工具和新型功能材料。
文理斌[5]（2020）在《金刚石与玻璃碳在各向异性应力下的机械强度与结构转变的第一性原理研究》文中指出压力作为基本的热力学参数之一,对材料的物理性质具有决定性作用。随着高压实验技术的发展,新的物态和相变规律不断被发现。其中,各类碳的同素异形体和它们之间的互相转变,因为具有巨大的基础研究价值和应用潜力,是最具代表性的材料体系之一。在实验中,当外加的压力偏离理想的静水压力时,材料内部产生的各向异性的应力分布将对材料的结构稳定性和相变过程产生重要的影响。第一性原理方法由于其对基态能量与结构参数的计算具有极高的精确性,能够对材料在高压下的物理性质进行系统性的研究,是与实验相辅相成的基本研究手段。本文基于第一性原理计算,系统地研究了在各向异性应力条件下金刚石和玻璃碳的机械强度、结构稳定性和相变过程。利用本实验室最近研发的基于从头算分子动力学（Ab initio molec-ular dynamics）的应力-应变曲线计算方法,我们发现,金刚石的塑性强度在温度高于1000 K后开始明显降低;而其弹性常数,包括体弹模量与剪切模量则随温度基本保持不变。此外,我们考察了立方金刚石在接近地球核心中心的极端高温高压条件下的热力学稳定性,并发现沿着（111）[11ˉ2]剪切方向的大剪切应变将导致金刚石熔点显着降低,其温度的减幅最多可达1150 K。由于高压实验中普遍存在类似的各向异性应力,同时这种极端高温高压条件也在天王星和海王星等富碳行星核心等自然条件下存在,我们的研究结果对分析各类高温高压实验现象提供了更为完善的理论指导,并对解释富碳行星内部是否含有金刚石给出了新的判定条件。各向异性应力的分布对材料所能承受的单轴压力极限也非常关键。我们结合第一性原理方法与有限元方法,分别考察原子尺度上金刚石结构在横向围压（Lateral confining pressure）下的理想单轴压缩强度,和宏观尺度上金刚石对顶砧在负载下的应力分布,进而给出两种金刚石对顶砧模型所能提供的极限压力。其中常规的斜砧面对顶砧能实现高达500 GPa的压力,而基于纳米孪晶金刚石的二级金刚石对顶砧则能实现1 TPa量级的压力。这些模拟结果澄清了学界关于金刚石对顶砧所能产生的最高压力的争议,并为利用金刚石对顶砧合成固态金属氢提供了理论依据。玻璃碳（Glassy carbon）常用作高压下合成类金刚石碳（Diamond-like carbon）的前驱物,而后者是一种重要的超硬涂层材料。因此在玻璃碳中实现在较低压力下有效的sp2→sp3的结构转变具有重要的实际应用意义。为研究连续的剪切作用对于玻璃碳结构的sp2→sp3杂化转变过程的作用,我们发展了旋转剪切的计算模型,以持续施加剪切形变而不造成结构严重畸变。基于我们建立的玻璃碳模型和旋转剪切模型,我们从计算结果中发现持续的剪切应变使得玻璃碳能够在较低的外加压力（20 GPa）下更加有效地实现sp2到sp3的转变。转变后的富含sp3杂化的结构相对于初始结构具有高得多的机械强度。基于模拟的转变过程,我们发现剪切应力与外加压力的共同作用将会导致最终结构中的sp3占比达到平衡。当外加压力为零时,剪切作用将使得富含sp3杂化的结构中的sp3占比显着降低,从而导致硬度相应地下降,这对类金刚石碳的实际应用提出了新的限制条件。
施江[6]（2019）在《微晶玻璃结合剂-氧化物包覆型cBN复合材料的研究》文中研究指明高精度加工工具是机械制造业迅猛发展的强力引擎之一,组成和用途各异的高性能磨具对材料高精密加工的重要性已日益凸显,超硬材料工具和技术的研究与应用水平在某种程度上代表着一个国家的科技发展水平。作为超硬磨具的重要组成部分,超硬磨料和结合剂对超硬磨具性能起到决定性的作用。但一般陶瓷结合剂所展现出的高热膨胀系数及其高温下对磨料的低润湿性一直制约着高性能超硬磨具发展。本文选取Li2O-Al2O3-Si O2-Ba O-B2O3体系微晶玻璃为立方氮化硼（Cubic Boron Nitride,c BN）复合材料的结合剂,通过高温熔融水淬法制备了具有不同Na2O/Ba O比和Li2O/Si O2比的结合剂,利用差热分析（Differential Scanning Calorimeter,DSC）、X射线衍射（X-ray Diffraction,XRD）、傅氏转换红外线光谱分析（Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR）、拉曼光谱分析（Raman Spectra）、扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope,SEM）、X射线能谱分析（Energy Dispersive Spectrometer,EDS）、X射线光电子能谱分析（X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS）、热膨胀仪、高温显微镜和万能试验机等测试手段研究了结合剂组成、热处理制度对结合剂以及复合材料性能的影响,确定了描述本体系微晶玻璃结合剂析晶机理的动力学模型。然后,以Ce O2和Zr O2分别为c BN磨料的包覆层,重点研究和确定了制备得到适合于在c BN磨料表面形成密实氧化物包覆层的工艺制度,阐述了氧化物在磨料表面包覆的机理。最后,制备了氧化物包覆型-微晶玻璃结合剂c BN复合材料,并对其性能和微观结构进行了分析,阐明了氧化物包覆层对c BN复合材料抗折强度的提升机理。实验结果为研发高性能超硬磨具提供有使用前景的结合剂组成、可行的制备工艺制度和理论基础,主要研究成果如下:（1）Na2O/Ba O比的增大令基础玻璃结构的网络聚合程度逐渐降低,而Li2O/Si O2比的减小令玻璃的结构变得密实,综合高温显微镜和热膨胀测试结果分析可知B3结合剂（Na2O/Ba O为0.33,Li2O/Si O2为0.11）是一种适合于c BN磨具用高性能微晶玻璃结合剂。此外,通过对磨具进行XPS测试发现,结合剂和c BN磨料结合的界面处产生了诸如N-Al、N-Si和N-Li的化学键,证明化学键结合是结合剂对磨料把持力中的重要组成部分。（2）烧结制度的改变主要会使微晶玻璃结合剂中具有低膨胀系数的主晶相Li Al Si2O6和Li Al Si3O8的含量发生变化,进而令结合剂热膨胀系数（Coefficient of Thermal Expansion,CTE）发生变化,从而影响c BN磨具的抗折强度。提高第一步热处理温度或第二步晶化温度均能使结合剂的析晶度提升,结合剂内析出更多的Li Al Si2O6相有利于降低其CTE值。第一步烧结温度为860°C时,B3结合剂的CTE为3.23×10-6°C-1,与c BN磨料非常接近。控制第二步晶化温度为575°C能进一步降低结合剂CTE值至3.13×10-6°C-1,并将c BN复合材料抗折强度提升至114.09 MPa。（3）析晶动力学计算表明,所研究的玻璃在析晶开始时,其析晶阶段活化能Ec（α）为361.21 k J/mol,并随着晶化过程的进行,逐渐降低至264.40 k J/mol。此外,随着析晶体积分数α的增大,晶化过程从表面析晶向整体析晶转变。SB模型计算得到的DSC曲线与实测曲线吻合度非常高,是一种可用于分析和描述上述微晶玻璃体系析晶动力学的合适模型,证实了所研究的基础玻璃在经热处理析晶时,其内部晶相的成核生长以及晶相析出过程是同时进行且贯穿于整个析晶过程始终的。（4）对Ce O2包覆c BN磨料而言,实验条件（反应物浓度、聚乙烯吡咯烷酮（Polyvinyl pyrrolidone,PVP）加入量、反应温度、反应时间）的改变会影响Ce O2在c BN磨料表面的包覆均匀度和完整度。Ce O2包覆c BN的最佳制备工艺参数为:Ce（NO3）3和六次甲基四胺（Hexamethylenetetramine,HMT）浓度分别为0.050 mol/L和0.25 mol/L,PVP加入量为0.10 g,反应温度为75°C,反应时间为2.0 h。对Zr O2包覆c BN磨料而言,Zr O（NO3）2浓度为0.060 mol/L是较为合适的反应物浓度。此外,制备得到的Ce O2包覆层与c BN磨料之间形成了N-Ce的化学键合,Zr O2与c BN磨料之间形成N-Zr化学键合,包覆层与磨料之间化学键合的存在保证了两者的稳固结合。（5）c BN表面Ce O2或Zr O2包覆层在复合材料烧结过程中会以高温扩散的方式进入到结合剂层,从而发挥其提高结合剂高温流动性和促进微晶玻璃结合剂晶化的作用,进而使c BN复合材料的抗折强度分别提高9.16%和15.99%,所制备得到的c BN复合材料最佳抗折强度（132.33 MPa）比目前文献报道要高出40%以上。由于Zr4+高温下扩散所需能量低于Ce4+,且其断网能力强于Ce4+这两种因素的同时存在,使得Zr4+更易于进入结合剂层且更利于结合剂在c BN表面的润湿铺展,因而所制备得到的MZ复合试样具有更高的抗折强度。
桂睿[7]（2019）在《超硬半导体磷化硼的制备与表征》文中研究表明电子信息制造业是重要的战略产业,而其基础为半导体的研发与制造,但以硅为代表的第一代半导体与以砷化镓为代表的第二代半导体在其各个应用领域的性能已经逼近其物理极限。在这样的背景下,研究具有高迁移率、高热导率、宽带隙及能在恶劣环境中工作的新型半导体变得尤为重要。磷化硼（BP）是具一种性能优异的候选材料,有着高于其他常见半导体的硬度、高于银与铜的热导率和优异的稳定性。然而,其制备方面的困难限制了人们对它的研究。本课题中,合成了百微米级BP单晶,有着闪锌矿结构并且是透明的,具有2.1 eV的适中带隙。我们的实验结合第一性原理计算,揭示了该化合物存在非常大的应变硬化,因而有着出乎意料的37 GPa渐进硬度,接近超硬材料的40GPa阈值,是迄今为止,除金刚石与立方氮化硼以外,已知的半导体中的最高硬度。基于第一性原理计算,我们阐明了BP在拉伸和剪切变形下的断裂机制,从理论上发现其与亚稳六方相的形成有关。通过进一步的光谱研究,发现其在13 GPa下发生了异常的电子跃迁,导致BP的共价性逐渐增强。此外,本课题还详细介绍了声子辅助的光致发光过程和光泵浦产生707 nm红激光的现象。该课题的结果使得BP可成为其它超硬材料作为高功率激光设备的参照。
徐康[8]（2019）在《铝镁硼新型磨料磨具制备研究》文中研究指明超硬材料具有极高的硬度,可以对多种难加工材料进行有效的加工。金刚石与CBN是最常用的超硬材料,但金刚石在高温下会发生石墨化反应;CBN材料制备复杂,成本高;这些缺陷限制了金刚石与CBN材料的适用范围,因而有必要研发新型超硬材料。AlMgB14作为一种新型超硬材料,被认为有潜力在难加工金属材料上进行应用。本课题提出AlMgB14新型磨料磨具制备研究;重点研究了AlMgB14超硬材料的合成机理、激光微细加工规律、磨粒破碎特征,最后制备AlMgB14新型磨料磨具。首先研究了AlMgB14材料的制备工艺。先制得AlMgB14粉末后再热压烧结制备AlMgB14块体超硬材料。在制备AlMgB14粉末的过程中,选择三种不同原料配方,并使用SEM、XRD、EDS等测试方式检测产物的粉末纯度、微观结构等特征;对比后选择最优的原料配方Al:Mg:B=1.04:1.06:14进行热压。在热压工艺中,探究不同烧结温度对AlMgB14块体硬度、密度、等性能与微观结构的影响;使用SEM、XRD、EDS等测试手段探究AlMgB14块体产物的性能与微观结构特征。研究发现使用1.06:1.04:14的配方粉末比0.88:0.88:14配方效果更好,选择1600℃的热压烧结温度,可以制备出最高硬度、最接近理论密度、最致密的AlMgB14超硬材料。其次,使用激光对AlMgB14块体材料进行表面刻槽加工,探究激光参数变化对于AlMgB14表面槽结构尺寸影响;通过SEM等测试手段观察AlMgB14块体被加工表面的微观形貌特征,测量槽结构尺寸;通过XRD、EDS等手段检测AlMgB14块体被加工表面元素的变化,研究发现激光脉宽与扫描次数与槽尺寸为正相关;激光扫描速度与槽尺寸为负相关。随后制备AlMgB14树脂结合剂磨料磨具。使用不同的破碎工艺将AlMgB14块体材料破碎成不同粒度的AlMgB14磨料,通过SEM研究了不同粒度AlMgB14磨料的微观形貌、尺寸特征;通过测量AlMgB14磨料的单粒抗压强度,研究其力学性能;最后使用树脂结合剂热压固化制备了树脂结合剂AlMgB14磨具。
段佳昊[9]（2019）在《磁控溅射制备TiN-MoS2涂层的结构和性能的研究》文中研究指明本论文发挥硬质相和软质润滑相各自的优点,利用磁控溅射技术制备了TiN、TiN-MoS2复合涂层和TiN/MoS2多层涂层。通过X射线衍射仪、扫描电镜SEM、纳米力学测试系统、摩擦磨损试验机,观察并测试了涂层的物相组成、显微结构、力学性能和摩擦磨损性能。相比溅射Ti靶,直接溅射TiN靶制备的TiN涂层,硬度和弹性模量更高,分别达到11.7GPa和227.6GPa。TiN和MoS2共沉积得到TiN-MoS2复合涂层,其中TiN为fcc结构,MoS2以无定形态存在于涂层中。随着MoS2溅射功率增加,MoS2含量增加,涂层晶粒得到细化,择优取向由（111）过渡到（200）,柱状结构得到细化和致密。其硬度和弹性模量先增加后降低,在MoS2溅射功率为40W时,达到最大值22.1GPa和389.6GPa。MoS2作为润滑相提高涂层的摩擦性能,在MoS2功率为60W时,摩擦系数和磨损率最低,分别为0.17和7.84×10-8mm3/Nm。制备TiN/MoS2多层涂层,TiN层与MoS2层调制比5:1,调制周期为12nm。涂层中TiN为fcc结构,少量的MoS2仍以无定形态存在。改变基体偏压,从-0V基体偏压增加到-80V,使晶粒细化以及柱状结构更加精细和致密。增加基体偏压后,多层涂层硬度提高到19.0GPa,摩擦系数和磨损率分别降低到0.22和4.0×10-8mm3/Nm。磨损机理从严重的磨粒磨损转变为轻微的粘着磨损,这是由于涂层硬度、韧性以及与基体的膜基结合力的提高,抑制了干摩擦试验中裂纹的萌生和扩展,从而改善了摩擦磨损性能。
黑鸿君,高洁,贺志勇,于盛旺,唐宾[10]（2016）在《普通硬质涂层和超硬涂层的研究进展》文中研究说明随着现代科学技术的不断进步,普通硬质涂层和超硬涂层有了显着的发展,部分涂层已经在某些领域实现了应用。主要介绍了氮化物、碳化物、氧化物、硼化物等普通硬质涂层和金刚石、类金刚石（DLC）、cBN、纳米多层结构涂层及纳米复合涂层等超硬涂层的性能、应用、制备技术及其发展趋势,并对部分常见涂层面临的性能改进及其今后可能的发展方向进行了探讨。
二、透明超硬涂层材料（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、透明超硬涂层材料（论文提纲范文）
（1）硬质合金表面镍-金刚石涂层的电化学沉积工艺及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的来源及背景 |
| 1.2 硬质合金工具概况 |
| 1.2.1 硬质合金的性能 |
| 1.2.2 硬质合金表面预处理的研究 |
| 1.2.3 硬质合金涂层刀具的国内外研究现状 |
| 1.2.4 硬质合金涂层的发展趋势 |
| 1.3 纳米金刚石的性能 |
| 1.3.1 金刚石的基本性能 |
| 1.3.2 纳米材料的基本特性 |
| 1.3.3 纳米金刚石悬浮液的分散 |
| 1.4 电镀镍-金刚石涂层的研究及发展趋势 |
| 1.4.1 复合电镀的发展 |
| 1.4.2 纳米复合镀的机理与优势 |
| 1.4.3 电镀金刚石研究现状 |
| 1.4.4 电镀金刚石的发展趋势 |
| 1.5 本课题主要研究内容 |
| 第二章 镀层性能检测及评价方法 |
| 2.1 镀层表面微观形貌评价 |
| 2.2 镀层硬度及耐磨性评价 |
| 2.3 镀层结合力评价 |
| 2.4 分散剂分散效果评价 |
| 第三章 硬质合金表面预处理工艺研究 |
| 3.1 硬质合金的预处理工艺 |
| 3.2 硬质合金表面纯镍涂层的制备 |
| 3.2.1 镀液选用及配置 |
| 3.2.2 硬质合金表面电沉积镍镀层 |
| 3.3 硬质合金表面的预处理工艺研究 |
| 3.3.1 预处理中活化的作用 |
| 3.3.2 预处理后表面粗糙度 |
| 3.3.3 硬质合金表面镍涂层表面形貌 |
| 3.3.4 表面结合力判定 |
| 3.3.5 碱处理作用时间对结合力的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 纳米金刚石分散工艺研究 |
| 4.1 纳米金刚石的分散方法 |
| 4.2 金刚石悬浮液的浓度的选取 |
| 4.3 分散剂的选用及实验分析 |
| 4.3.1 不同分散剂的分散效果 |
| 4.3.2 分散剂浓度对悬浮液粒径的影响 |
| 4.3.3 不同粒径金刚石对悬浮液的影响规律 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 镍-纳米金刚石涂层的制备及性能研究 |
| 5.1 镍-纳米金刚石镀层的制备 |
| 5.1.1 实验材料及设备 |
| 5.1.2 镀液成分介绍及技术参数 |
| 5.1.3 电镀镍-纳米金刚石涂层 |
| 5.2 纳米金刚石的浓度对镀层硬度的影响规律 |
| 5.3 分散剂浓度对镀层表面形貌的影响规律 |
| 5.4 镍-纳米金刚石涂层工艺参数的优化 |
| 5.4.1 正交试验优化及结果分析 |
| 5.4.2 散剂对涂层表面形貌的影响 |
| 5.4.3 金刚石涂层对耐磨性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的研究成果目录 |
（2）航空有机玻璃聚氨酯耐磨保护层研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 冲蚀磨损机理 |
| 1.2 抗冲蚀磨损涂层 |
| 1.2.1 硬质与超硬涂层 |
| 1.2.2 弹性涂层 |
| 1.2.3 自润滑涂层 |
| 1.2.4 仿生涂层 |
| 1.3 高透明聚氨酯树脂及涂层的研究现状 |
| 1.4 论文研究的目的 |
| 1.5 论文的创新点和主要研究内容 |
| 第2章 高透明聚氨酯树脂的制备 |
| 2.1 实验原材料及试剂 |
| 2.2 实验主要仪器及设备 |
| 2.3 高透明聚氨酯合成 |
| 2.4 样品测试及表征 |
| 2.4.1 红外光谱分析 |
| 2.4.2 表面外观 |
| 2.4.3 透明度及雾度测试 |
| 2.4.4 硬度测试 |
| 2.4.5 力学性能 |
| 2.4.6 附着力 |
| 2.4.7 热失重分析 |
| 2.4.8 差示扫描量热法 |
| 2.4.9 紫外老化 |
| 2.4.10 黄色指数 |
| 2.4.11 光学畸变 |
| 2.4.12 表面耐磨性 |
| 2.4.13 表干时间 |
| 2.4.14 实干时间 |
| 2.4.15 湿热老化 |
| 2.4.16 耐水性 |
| 2.4.17 高低温实验 |
| 第3章 高透明聚氨酯材料的研究 |
| 3.1 高透明聚氨酯的筛选 |
| 3.2 异氰酸酯种类的影响 |
| 3.2.1 异氰酸酯种类对聚氨酯力学性能的影响 |
| 3.2.2 异氰酸酯种类对聚氨酯光学性能的影响 |
| 3.2.3 红外分析 |
| 3.2.4 热失重曲线分析 |
| 3.2.5 DSC曲线分析 |
| 3.3 多元醇种类的影响 |
| 3.3.1 多元醇种类对聚氨酯力学性能的影响 |
| 3.3.2 多元醇种类对聚氨酯光学性能的影响 |
| 3.3.3 红外分析 |
| 3.3.4 热失重曲线分析 |
| 3.3.5 DSC曲线分析 |
| 3.4 扩链剂种类的影响 |
| 3.4.1 扩链剂种类对聚氨酯力学性能的影响 |
| 3.4.2 扩链剂种类对聚氨酯光学性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 高透明聚氨酯防护层研究 |
| 4.1 高透明聚氨酯胶黏剂的性能 |
| 4.1.1 胶黏剂的适用期 |
| 4.1.2 胶黏剂的热失重曲线分析 |
| 4.1.3 胶黏剂的DSC曲线分析 |
| 4.2 高透明聚氨酯防护层 |
| 4.2.1 防护层制备 |
| 4.2.2 薄膜的性能 |
| 4.2.3 薄膜的热失重曲线分析 |
| 4.3 防护层的性能分析 |
| 4.3.1 紫外老化 |
| 4.3.2 耐磨性 |
| 4.3.3 光学畸变性能分析 |
| 4.3.4 湿热老化 |
| 4.3.5 耐水性 |
| 4.3.6 高低温实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 高透明聚氨酯涂料研究 |
| 5.1 高透明聚氨酯涂料的制备 |
| 5.1.1 稀释剂的选择 |
| 5.1.2 不同助剂对涂层的影响 |
| 5.2 高透明聚氨酯涂层的制备 |
| 5.3 涂层的性能分析 |
| 5.3.1 紫外老化 |
| 5.3.2 热失重曲线分析 |
| 5.3.3 表面耐磨性 |
| 5.3.4 光学畸变性能分析 |
| 5.3.5 湿热老化 |
| 5.3.6 耐水性 |
| 5.3.7 高低温实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
（3）坚硬地层钻探用复合超硬材料（PDC）研制及性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 聚晶金刚石复合片(PDC)的研究现状 |
| 1.2.2 PDC钻头技术的研究现状 |
| 1.2.3 PDC数值模拟仿真的研究现状 |
| 1.3 石墨烯强化复合材料研究现状 |
| 1.4 氮化硼强化复合超硬材料的研究现状 |
| 1.5 碳氮化钛强化复合超硬材料的研究现状 |
| 1.6 PDC切削齿的失效形式 |
| 1.7 本文研究内容 |
| 1.8 研究方法及技术路线 |
| 1.8.1 研究方法 |
| 1.8.2 技术路线 |
| 第2章 复合超硬材料PDC制备及性能测试方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 原料预处理方法 |
| 2.2.1 金刚石微粉及硬质合金基体处理 |
| 2.2.2 金刚石微粉粒径测试 |
| 2.3 PDC试样制备方法 |
| 2.4 PDC复合片后处理方法 |
| 2.5 PDC试样样品表征方法与原理 |
| 2.5.1 XRD表征测试 |
| 2.5.2 拉曼表征测试 |
| 2.5.3 热重分析 |
| 2.5.4 PDC显微结构及形貌分析 |
| 2.6 PDC试样的性能测试方法 |
| 2.6.1 耐磨性 |
| 2.6.2 硬度测试 |
| 2.6.3 抗冲击测试 |
| 2.6.4 导热性分析 |
| 第3章 PDC的制备、表征及性能测试 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 石墨烯强化PDC制备、表征及性能测试 |
| 3.2.1 实验原材料处理 |
| 3.2.2 烧结工艺 |
| 3.2.3 不同粒径金刚石微粉级配 |
| 3.2.4 高温高压下石墨烯表征分析 |
| 3.2.5 石墨烯强化PDC硬度测试 |
| 3.2.6 耐磨性测试 |
| 3.2.7 抗冲击韧性测试 |
| 3.2.8 SEM显微分析 |
| 3.2.9 XRD分析 |
| 3.2.10 激光拉曼光谱分析 |
| 3.2.11 导热性及导电性测试 |
| 3.3 氮化硼强化PDC的制备、表征及性能测试 |
| 3.3.1 实验材料及准备 |
| 3.3.2 力学性能测试 |
| 3.3.3 XRD分析 |
| 3.3.4 激光拉曼分析 |
| 3.3.5 TG-DSC热重分析 |
| 3.3.6 SEM分析 |
| 3.4 碳氮化钛强化PDC的制备、表征及性能测试 |
| 3.4.1 实验材料及准备 |
| 3.4.2 力学性能测试 |
| 3.4.3 XRD分析 |
| 3.4.4 激光拉曼分析 |
| 3.4.5 TG-DSC热重分析 |
| 3.4.6 SEM分析 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 PDC热应力数值模拟 |
| 4.1 基于Abaqus的热应力分析 |
| 4.2 Abaqus计算PDC热应力数值模拟 |
| 4.3 残余应力结果分析 |
| 4.3.1 常规平面型PDC复合界面热传导分析 |
| 4.3.2 复合型PDC复合界面热传导分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 PDC钻进实验及分析 |
| 5.1 实验方法 |
| 5.2 钻头结构设计与加工 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 一、作者简介 |
| 二、发表的学术成果 |
| 三、参与的科研项目 |
| 四、参加的学术活动 |
| 致谢 |
（4）超硬材料合成方法、结构性能、应用及发展现状（论文提纲范文）
| 1 超硬材料主要合成方法概述 |
| 2 超硬材料的发展概况 |
| 2.1 国外超硬材料的发展概况 |
| 2.2 我国超硬材料发展过程概述 |
| 2.3 我国现在是超硬材料制造大国 |
| (1)我国超硬材料的产量居世界第一。 |
| (2)我国自主开发的六面顶压机装备和技术引领世界超硬材料生产领域。 |
| 3 超硬材料的结构与性能 |
| 3.1 金刚石的结构与性能 |
| (1)金刚石的化学成分 |
| (2)金刚石的晶体结构 |
| (3)金刚石是一种碳材料 |
| (4)金刚石的物理力学特性 |
| (5)金刚石的化学特性 |
| 3.2 cBN的结构与性能 |
| (1)结构 |
| (2)性能 |
| 4 超硬材料的应用概述 |
| 4.1 超硬材料制品的主要品种 |
| 4.2 天然钻石和人造钻石 |
| (1)天然钻石 |
| (2)人造钻石 |
| 4.3 cBN的主要应用 |
| 5 结语与展望 |
（5）金刚石与玻璃碳在各向异性应力下的机械强度与结构转变的第一性原理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超硬材料及其测量 |
| 1.2 基于碳元素的超硬材料 |
| 1.2.1 碳的晶体相 |
| 1.2.2 无定形碳结构 |
| 1.3 高压实验与各向异性应力 |
| 1.3.1 金刚石对顶砧中的极限压力 |
| 1.3.2 应力诱导的结构相变 |
| 1.3.3 高温对材料物性的影响 |
| 参考文献 |
| 第二章 计算理论与方法 |
| 2.1 密度泛函理论 |
| 2.1.1 Thomas-Fermi-Dirac近似 |
| 2.1.2 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.1.3 Kohn-Sham方程 |
| 2.1.4 交换关联能 |
| 2.1.5 Kohn-Sham方程的求解 |
| 2.2 第一性原理分子动力学 |
| 2.2.1 经典分子动力学与从头算分子动力学 |
| 2.2.2 Langevin恒温算法 |
| 2.2.3 Parrinello-Rahman恒压算法 |
| 2.3 材料理想强度的第一性原理计算 |
| 2.3.1 零温下的应力-应变关系计算 |
| 2.3.2 高温下的应力-应变关系计算 |
| 2.4 有限元方法与第一性原理多尺度模拟 |
| 参考文献 |
| 第三章 高温高压下剪切应变诱导的金刚石的提前熔化 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.2.1 第一性原理分子动力学计算 |
| 3.2.2 小胞固液两相共存法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 零压下高温对金刚石机械性质的影响 |
| 3.3.2 极端高温高压条件下金刚石的机械性质及相稳定性 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 金刚石对顶砧极限压力的跨尺度模拟 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 计算方法 |
| 4.2.1 基本想法与模型假设 |
| 4.2.2 用有限元方法计算DAC或ds-DAC中的应力分布 |
| 4.2.3 第一性原理计算 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 DAC的极限压缩强度模拟 |
| 4.3.2 DAC压头的晶向选择 |
| 4.3.3 ds-DAC的极限压缩强度模拟 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 玻璃碳中剪切应变驱动的sp~2 → sp~3杂化转变 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 计算方法 |
| 5.2.1 初始玻璃碳结构的生成 |
| 5.2.2 第一性原理计算 |
| 5.2.3 产生大形变的剪切模型 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 不同sp~3占比玻璃碳结构的机械强度和电子结构 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 全文总结 |
| 6.1 本文工作概述 |
| 6.2 未来研究展望 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 攻读学位期间参与的项目 |
（6）微晶玻璃结合剂-氧化物包覆型cBN复合材料的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 陶瓷结合剂 |
| 1.2.1 矿物-助熔剂类陶瓷结合剂 |
| 1.2.2 玻璃类陶瓷结合剂 |
| 1.2.3 微晶玻璃类陶瓷结合剂 |
| 1.3 超硬磨料表面处理技术 |
| 1.3.1 超硬磨料表面活化处理 |
| 1.3.2 超硬磨料表面金属化镀覆 |
| 1.3.3 超硬磨料表面氧化物包覆 |
| 1.4 本课题的目的及主要研究内容 |
| 第2章 Na_2O/BaO比对结合剂和磨具的结构与性能的影响 |
| 2.1 实验 |
| 2.1.1 试样的制备 |
| 2.1.2 试样的性能和结构表征 |
| 2.2 Na_2O/BaO比对微晶玻璃结合剂结构和性能的影响 |
| 2.2.1 Na_2O/BaO比对结合剂结构的影响 |
| 2.2.2 Na_2O/BaO比对结合剂性能的影响 |
| 2.3 热处理制度对结合剂和超硬磨具的结构与性能的影响 |
| 2.3.1 热处理温度对结合剂和cBN磨具结构与性能的影响 |
| 2.3.2 保温时间对结合剂和cBN磨具结构与性能的影响 |
| 2.3.3 微晶玻璃结合剂cBN磨具的显微结构分析 |
| 2.4 Li_2O-Al_2O_3-SiO_2-B_2O_3-BaO微晶玻璃析晶动力学分析 |
| 2.4.1 析晶动力学分析的基础理论 |
| 2.4.2 Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov(JMAK)模型 |
| 2.4.3 Sestak-Berggren(SB)模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 Li_2O/SiO_2比对结合剂和磨具的结构与性能的影响 |
| 3.1 实验 |
| 3.1.1 试样的制备 |
| 3.1.2 试样的性能和结构表征 |
| 3.2 Li_2O/SiO_2比对微晶玻璃结合剂结构和性能的影响 |
| 3.2.1 Li_2O/SiO_2比对结合剂结构的影响 |
| 3.2.2 Li_2O/SiO_2比对结合剂性能的影响 |
| 3.3 两步法对结合剂和超硬磨具的结构和性能的影响 |
| 3.3.1 第一步烧结温度对结合剂和超硬磨具结构与性能的影响 |
| 3.3.2 两步法对结合剂和超硬磨具结构与性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 氧化铈或氧化锆包覆cBN微粉的制备与表征 |
| 4.1 非均相沉淀法制备氧化物包覆cBN微粉的理论基础 |
| 4.2 CeO_2包覆cBN微粉的制备与表征 |
| 4.2.1 试样的制备 |
| 4.2.2 试样的表征 |
| 4.2.3 不同反应物浓度对CeO_2包覆层的影响 |
| 4.2.4 不同PVP加入量对CeO_2包覆层的影响 |
| 4.2.5 不同反应温度对CeO_2包覆层的影响 |
| 4.2.6 不同反应时间对CeO_2包覆层的影响 |
| 4.2.7 CeO_2包覆cBN微粉的反应机理 |
| 4.2.8 CeO_2包覆cBN微粉状态总结分析 |
| 4.3 ZrO_2包覆cBN微粉的制备与表征 |
| 4.3.1 试样的制备 |
| 4.3.2 试样的表征 |
| 4.3.3 不同反应物浓度对ZrO_2包覆层的影响 |
| 4.3.4 ZrO_2包覆cBN的反应机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 cBN复合材料性能与结构关系研究 |
| 5.1 实验 |
| 5.1.1 试样的制备 |
| 5.1.2 试样的表征 |
| 5.2 微晶玻璃结合剂-CeO_2包覆cBN复合材料的表征 |
| 5.2.1 试样的性能分析 |
| 5.2.2 试样的显微分析 |
| 5.3 微晶玻璃结合剂-ZrO_2包覆cBN复合材料的表征 |
| 5.3.1 试样的性能分析 |
| 5.3.2 试样的显微分析 |
| 5.4 微晶玻璃结合剂-氧化物包覆cBN复合材料的比较分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 论文结论与展望 |
| 6.1 论文结论 |
| 6.2 本文的特色及创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间获得的科研成果 |
（7）超硬半导体磷化硼的制备与表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 超硬材料的发展概况 |
| 1.2.1 超硬材料概述 |
| 1.2.2 超硬材料发展史 |
| 1.2.3 超硬半导体 |
| 1.2.4 超硬半导体磷化硼 |
| 1.3 国内外在该方向的研究现状及分析 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.3.3 国内外文献综述简析 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 1.4.1 样品制备 |
| 1.4.2 性能表征 |
| 第2章 试验材料与研究方法 |
| 2.1 原材料 |
| 2.2 制备工艺 |
| 2.3 物相分析 |
| 2.3.1 X射线衍射仪 |
| 2.3.2 GSAS晶格精修软件 |
| 2.3.3 同步辐射衍射技术 |
| 2.3.4 扫描电子显微镜 |
| 2.3.5 X射线光电子能谱分析 |
| 2.3.6 热重及同步热分析仪 |
| 2.4 光谱测试 |
| 2.4.1 红外光谱 |
| 2.4.2 共焦显微拉曼光谱 |
| 2.4.3 荧光光谱 |
| 2.4.4 紫外-可见吸收光谱 |
| 2.5 原位高压测试 |
| 2.5.1 金刚石压砧技术 |
| 2.5.2 红宝石荧光标压技术 |
| 2.6 力学性能测试 |
| 2.6.1 维氏硬度 |
| 2.6.2 断裂韧性 |
| 2.6.3 纳米压痕仪 |
| 2.7 第一性原理 |
| 2.7.1 Schr?dinger方程 |
| 2.7.2 密度泛函理论 |
| 2.7.3 交换关联泛函 |
| 第3章 磷化硼的物相分析及力学性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 X射线衍射分析 |
| 3.2.1 常压X射线衍射分析 |
| 3.2.2 GSAS精修 |
| 3.2.3 高压同步辐射X射线衍射分析 |
| 3.3 形貌分析 |
| 3.3.1 磷化硼粉末形貌分析 |
| 3.3.2 磷化硼单晶形貌分析 |
| 3.4 热稳定性分析 |
| 3.5 光电子能谱分析 |
| 3.6 纳米压痕测试 |
| 3.7 维氏硬度测试 |
| 3.8 第一性原理计算 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 磷化硼的光学性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 红外光谱分析 |
| 4.3 高压拉曼光谱分析 |
| 4.4 紫外-可见光谱分析 |
| 4.5 高压荧光光谱分析 |
| 4.6 Fabry-Perot谐振腔 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（8）铝镁硼新型磨料磨具制备研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景意义 |
| 1.2 AlMgB_(14) 国内外研究现状 |
| 1.2.1 AlMgB_(14) 晶体结构 |
| 1.2.2 AlMgB_(14) 及复合材料硬度研究 |
| 1.2.3 AlMgB_(14) 材料的应用与热性能 |
| 1.3 AlMgB_(14) 材料制备研究 |
| 1.3.1 机械合金化热压烧结法 |
| 1.3.2 高温常压合成 |
| 1.3.3 等离子放电烧结法 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第二章 实验材料与设备 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 热压成型设备 |
| 2.2.2 激光加工设备 |
| 2.2.3 微观分析观察设备 |
| 2.2.4 破碎设备 |
| 2.3 样品性能测试与表征 |
| 2.3.1 AlMgB_(14) 样品抛光 |
| 2.3.2 AlMgB_(14) 硬度测试 |
| 2.3.3 AlMgB_(14) 密度与致密度测试 |
| 2.3.4 AlMgB_(14) 激光加工测量 |
| 2.4 实验流程图 |
| 第三章 热压制备AlMgB_(14) 材料研究 |
| 3.1 AlMgB_(14) 粉末制备研究 |
| 3.1.1 粉末制备方案 |
| 3.1.2 原料粉防氧化研究 |
| 3.1.3 AlMgB_(14) 粉体合成工艺 |
| 3.2 AlMgB_(14) 粉体微观结构研究 |
| 3.3 AlMgB_(14) 块体制备研究 |
| 3.3.1 AlMgB_(14) 块体制备实验方案 |
| 3.3.2 AlMgB_(14) 块体制备工艺 |
| 3.3.3 AlMgB_(14) 块体热压过程分析 |
| 3.4 AlMgB_(14) 块体性能研究 |
| 3.4.1 AlMgB_(14) 块体密度致密度研究 |
| 3.4.2 AlMgB_(14) 块体硬度研究 |
| 3.4.3 AlMgB_(14) 块体材料的EDS能谱分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 激光加工AlMgB_(14) 材料研究 |
| 4.1 激光加工简述 |
| 4.2 激光刻蚀AlMgB_(14) 工艺研究 |
| 4.2.1 激光刻蚀实验方案设计 |
| 4.2.2 激光脉宽对刻蚀加工AlMgB_(14) 槽尺寸影响 |
| 4.2.3 激光扫描速度对刻蚀加工AlMgB_(14) 槽尺寸影响 |
| 4.2.4 激光扫描次数对刻蚀加工AlMgB_(14) 槽尺寸影响 |
| 4.2.5 AlMgB_(14) 加工表面成分研究 |
| 4.3 激光加工AlMgB_(14) 原理研究 |
| 4.3.1 激光在AlMgB_(14) 内吸收分类 |
| 4.3.2 AlMgB_(14) 本征吸收系数 |
| 4.3.3 激光对AlMgB_(14) 热作用 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 AlMgB_(14) 新型磨料磨具制备研究 |
| 5.1 磨料简述 |
| 5.1.1 磨料分类 |
| 5.1.2 磨料性质 |
| 5.1.3 新型AlMgB_(14) 磨料 |
| 5.2 AlMgB_(14) 磨料制备工艺研究 |
| 5.2.1 制样机破碎AlMgB_(14) 工艺研究 |
| 5.2.2 高速旋转粉碎机破碎AlMgB_(14) 工艺研究 |
| 5.3 AlMgB_(14) 磨料单粒抗压强度研究 |
| 5.3.1 粗颗粒磨料单粒抗压强度 |
| 5.3.2 中颗粒磨料单粒抗压强度 |
| 5.4 AlMgB_(14) 磨具制备研究 |
| 5.4.1 激光微结构AlMgB_(14) 磨头制备 |
| 5.4.2 树脂结合剂AlMgB_(14) 磨头制备 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）磁控溅射制备TiN-MoS2涂层的结构和性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 涂层制备技术 |
| 1.2.1 物理气相沉积法 |
| 1.2.2 化学气相沉积法 |
| 1.2.3 热喷涂法 |
| 1.3 耐磨涂层发展现状 |
| 1.3.1 硬质涂层 |
| 1.3.2 软涂层 |
| 1.3.3 硬软相的结合 |
| 1.4 课题意义与研究内容 |
| 1.4.1 课题意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 涂层的制备与检测方法 |
| 2.1 试样材料 |
| 2.1.1 衬底材料准备 |
| 2.1.2 溅射靶材材料准备 |
| 2.1.3 摩擦副材料准备 |
| 2.2 涂层沉积方法 |
| 2.2.1 磁控溅射原理及应用 |
| 2.2.2 涂层制备过程 |
| 2.2.3 涂层制备工艺参数 |
| 2.3 分析测试方法 |
| 2.3.1 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.3.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.3 纳米压痕仪 |
| 2.3.4 摩擦磨损试验机(UMT-2) |
| 2.3.5 划痕测试仪 |
| 2.3.6 三维形貌仪(Bruker3D profilometer) |
| 第3章 TiN-MoS_2 复合涂层结构和性能分析 |
| 3.1 TiN涂层的成分和性能 |
| 3.2 TiN-MoS_2 复合涂层组织和结构 |
| 3.3 TiN-MoS_2 复合涂层力学性能 |
| 3.4 TiN-MoS_2 复合涂层摩擦磨损性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 TiN/MoS_2 多层涂层结构和性能分析 |
| 4.1 TiN/MoS_2 多层涂层的结构设计 |
| 4.2 TiN/MoS_2 多层涂层组织和结构 |
| 4.3 TiN-MoS_2 多层涂层力学性能 |
| 4.4 TiN/MoS_2 多层涂层摩擦磨损性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（10）普通硬质涂层和超硬涂层的研究进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 普通硬质涂层 |
| 1.1 氮化物涂层 |
| 1.1.1 性能及应用 |
| 1.1.2 制备技术及发展趋势 |
| 1.2 碳化物涂层 |
| 1.2.1 性能及应用 |
| 1.2.2 制备技术及发展趋势 |
| 1.3 氧化物涂层 |
| 1.3.1 性能及应用 |
| 1.3.2 制备技术及发展趋势 |
| 1.4 硼化物涂层 |
| 1.4.1 性能及应用 |
| 1.4.2 制备技术及发展趋势 |
| 2 超硬涂层 |
| 2.1 金刚石涂层 |
| 2.1.1 性能及应用 |
| 2.1.2 制备技术及发展趋势 |
| 2.2 类金刚石(DLC)涂层 |
| 2.2.1 性能及应用 |
| 2.2.2 制备技术及发展趋势 |
| 2.3 立方氮化硼(cBN)涂层 |
| 2.3.1 性能及应用 |
| 2.3.2 制备技术及发展趋势 |
| 2.4 氮化碳(C3N4)涂层 |
| 2.4.1 性能及应用 |
| 2.4.2 制备技术及发展趋势 |
| 2.5 纳米多层结构涂层及纳米复合涂层 |
| 2.5.1 纳米多层结构涂层 |
| 2.5.2 纳米复合涂层 |
| 3 结束语 |
四、透明超硬涂层材料（论文参考文献）
- [1]硬质合金表面镍-金刚石涂层的电化学沉积工艺及性能研究[D]. 李石才. 河南科技学院, 2021(07)
- [2]航空有机玻璃聚氨酯耐磨保护层研究与应用[D]. 赵钰. 黑龙江省科学院石油化学研究院, 2021
- [3]坚硬地层钻探用复合超硬材料（PDC）研制及性能研究[D]. 陈朝然. 吉林大学, 2021(01)
- [4]超硬材料合成方法、结构性能、应用及发展现状[J]. 张旺玺,梁宝岩,李启泉. 超硬材料工程, 2021(01)
- [5]金刚石与玻璃碳在各向异性应力下的机械强度与结构转变的第一性原理研究[D]. 文理斌. 上海交通大学, 2020(01)
- [6]微晶玻璃结合剂-氧化物包覆型cBN复合材料的研究[D]. 施江. 武汉理工大学, 2019(01)
- [7]超硬半导体磷化硼的制备与表征[D]. 桂睿. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [8]铝镁硼新型磨料磨具制备研究[D]. 徐康. 广东工业大学, 2019(02)
- [9]磁控溅射制备TiN-MoS2涂层的结构和性能的研究[D]. 段佳昊. 天津大学, 2019(06)
- [10]普通硬质涂层和超硬涂层的研究进展[J]. 黑鸿君,高洁,贺志勇,于盛旺,唐宾. 机械工程材料, 2016(05)