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天然金刚石晶体的真空热化学腐蚀工艺
  • ISSN号:0367-6234
  • 期刊名称:《哈尔滨工业大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH161[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学机电工程学院,哈尔滨150001, [2]哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51175127); 哈工大校科研创新基金资助项目(HIT.NSRIF.2009019); 数控机床科技重大专项基金资助项目(2011ZX04004-031); 国防基础科研基金资助项目(A0920110019)
中文摘要:

为了给天然金刚石刀具的使用寿命延长提供一种全新的技术方法,提出了基于纳米氧化铜的真空热化学腐蚀新工艺,用于后处理机械刃磨工艺加工的天然金刚石晶体.实验结果表明,当真空环境温度为100℃时,天然金刚石晶体表面受损碳原子和纳米氧化铜发生氧化、还原反应.随着腐蚀时间的增加,天然金刚石晶体的表面粗糙度缓慢降低,呈现微弱的平坦化趋势.当真空环境温度为200℃时,2 h的热处理时间为最佳.此过程中天然金刚石晶体表面受损碳原子和纳米氧化铜发生氧化、还原反应,同时伴随受损碳原子的退火修复作用,因此30 nm压痕深度下的表面微硬度和弹性模量值达到最大.随着腐蚀时间增加,表面微硬度和弹性模量反而下降.

英文摘要:

To provide a novel technique to prolong the service life of diamond cutting tools,a thermo-chemical erosion method by using nano-scale copper oxide under vacuum atmosphere was proposed to perform the posttreatment of natural diamond crystals,which had been pre-polished with mechanical lapping procedure.As indicated in the experiments,when the temperature under vacuum atmosphere was 100 ℃,the oxidation and deoxidation appeared between the damaged diamond carbon atoms on the topmost surface layer and the copper oxide powder.The surface roughness of natural diamond crystal declined slowly with the increment of erosion time,i.e.generating a weak planarization tendency.When the vacuum atmosphere temperature was 200 ℃, two hours erosion time was considered as the optimal configuration.At 30 nm indentation depth,the microhardness and elastic ratio of the eroded diamond crystal surface reached the maximal value.If the erosion time was larger than two hours,the micro-hardness and elastic ratio declined.

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期刊信息
  • 《哈尔滨工业大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
  • 主办单位:哈尔滨工业大学
  • 主编:冷劲松
  • 地址:哈尔滨市南岗区西大直街92号
  • 邮编:150001
  • 邮箱:
  • 电话:0451-86403427 86414135
  • 国际标准刊号:ISSN:0367-6234
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1235/T
  • 邮发代号:14-67
  • 获奖情况:
  • 2000年获黑龙省科技期刊评比一等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27329