大顆粒立方氮化硼單晶的合成工藝研究.pdf

1、山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文題目大顆粒立方氮化硼單晶的合成工藝研究國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No51272139)計(jì)：學(xué)位論文58頁(yè)表格6個(gè)插圖35幅評(píng)閱人：指導(dǎo)教師：學(xué)院院長(zhǎng)：學(xué)位論文完成日期：迕基2Q!魚(yú)生壘旦山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要立方氮化硼(cBN)具有超高的硬度、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、化學(xué)惰性及耐化學(xué)腐蝕性等特性，自首次合成以來(lái)便得到了迅速的推廣與應(yīng)用。作為2l世紀(jì)最重要的應(yīng)用材料之一，cBN必將對(duì)磨削、切削技術(shù)帶來(lái)新的革命。雖然目

2、前我國(guó)已成為cBN合成大國(guó)，但相比于英美等科技大國(guó)，我國(guó)的cBN合成技術(shù)仍然比較落后，只能合成出低等級(jí)cBN單晶，而高品級(jí)cBN磨料主要依賴進(jìn)口。進(jìn)行大顆粒cBN單晶合成工藝的研究將有利于cBN材料在磨料行業(yè)和其他領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展，從而提高我國(guó)cBN材料合成技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力。本文以六方氮化硼(hBN)為原料，以氮化鋰(Li3N)、氮化鈣(Ca3N2)為觸媒，在高溫高壓條件下合成cBN單晶，通過(guò)改變合成過(guò)程中的壓力、功率和時(shí)間等參數(shù)，獲得了最

3、佳的合成工藝條件。并參考合成金剛石單晶的工藝方法，通過(guò)添加籽晶，獲得了較大粒度的cBN單晶。本文得到的主要結(jié)論如下：(1)在高溫高壓觸媒法合成cBN單晶實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)對(duì)不同合成工藝條件下合成cBN單晶的效果對(duì)比，得到了優(yōu)化的工藝曲線，即功率平走慢超壓合成工藝曲線。(2)在Li3N11BN體系中，采用功率平走慢超壓合成工藝，合成cBN單晶的最佳工藝條件為：合成壓力50GPa、合成功率5000w、合成時(shí)間15min。采用該工藝合成的cBN單晶

4、產(chǎn)量在120ct以上，且粒度大于60目cBN單晶產(chǎn)量占比在16％以上，合成的cBN單晶晶面平整，缺陷較少。測(cè)得50／60目粒度cBN單晶的平均抗壓強(qiáng)度值為47N，高出相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GBrF64082003，50／60目：38N)。(3)在Ca3N2一hBN體系中，采用功率平走慢超壓合成工藝，合成cBN單晶的最佳工藝條件為：合成壓力48GPa，合成功率4700W，合成時(shí)間15min。采用該工藝合成的cBN單晶產(chǎn)量在110Oct以上，且粒度