一种氮化铝/金刚石聚晶材料的制备方法技术

技术编号:26646081 阅读:56 留言:0更新日期:2020-12-08 23:50
本发明专利技术属于金刚石复合材料制备加工技术领域,涉及了一种新型氮化铝/金刚石聚晶材料的制备方法。制备方法为将氮化铝粉末、烧结助剂和导电金属粉充分混合,与金刚石/钴复合层分别进行冷压成形,再采用高温高压烧结法制备新型氮化铝/金刚石聚晶材料。制备出的氮化铝/金刚石聚晶材料结合牢固,厚度可控,磨削效率高,耐热性能好,氮化铝基体导热性能远高于传统金刚石聚晶复合片所使用的硬质合金基体,可广泛应用在汽车、航空航天、能源等领域,解决材料的高速精密加工需求。

【技术实现步骤摘要】
一种氮化铝/金刚石聚晶材料的制备方法
本专利技术属于金刚石复合材料制备加工
,具体涉及一种新型氮化铝/金刚石聚晶材料的制备方法。
技术介绍
金刚石作为一种超硬刀具材料应用于切削加工已有数百年历史。二十世纪七十年代,人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石(PCD),解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题,使金刚石刀具的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性,可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。以往的金刚石聚晶材料多为硬质合金衬底,起到很好的固定和粘结作用。但是,硬质合金的热导率不高,仅为65-80W/m·K,在金刚石刀具加工磨削过程中,热量聚集,散热效率较差,经常导致金刚石在工作过程中高温碳化失效,所以,金刚石刀具基体散热问题一直以来是急需解决的关键点。氮化铝具有高的热导率、低的介电常数和介电损耗、高体积电阻率、良好的绝缘性能、耐高温、无毒、良好的力学性能等。其热导率可达到320W/m·K,接近BeO和SiC,是Al2O3的5倍以上,所以,氮化铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮化铝/金刚石聚晶材料的制备方法,其特征在于制备步骤如下:/n1)称取一定比例的的氮化铝粉体和烧结助剂,用球磨的方法均匀混合,干燥过筛后得到混合粉体;/n2)称取一定比例的混合粉体和导电金属粉,混合均匀,得到氮化铝复合粉体;/n3)称取一定比例的金刚石微粉和钴粉,混合均匀,得到金刚石复合粉体;/n4)根据所需金刚石聚晶材料厚度和直径,称取一定的氮化铝复合粉体平铺在石墨模具中,进行冷压成型,去除模具,得到氮化铝片;/n5)再称取一定的金刚石复合粉体平铺在石墨模具中,进行冷压成型,去除模具,得到金刚石片;/n6)将氮化铝片置于下层,金刚石片置于上层,堆叠组合成氮化铝/金刚石复合块,并放置在...

【技术特征摘要】
1.一种氮化铝/金刚石聚晶材料的制备方法,其特征在于制备步骤如下:
1)称取一定比例的的氮化铝粉体和烧结助剂,用球磨的方法均匀混合,干燥过筛后得到混合粉体;
2)称取一定比例的混合粉体和导电金属粉,混合均匀,得到氮化铝复合粉体;
3)称取一定比例的金刚石微粉和钴粉,混合均匀,得到金刚石复合粉体;
4)根据所需金刚石聚晶材料厚度和直径,称取一定的氮化铝复合粉体平铺在石墨模具中,进行冷压成型,去除模具,得到氮化铝片;
5)再称取一定的金刚石复合粉体平铺在石墨模具中,进行冷压成型,去除模具,得到金刚石片;
6)将氮化铝片置于下层,金刚石片置于上层,堆叠组合成氮化铝/金刚石复合块,并放置在叶腊石封闭块中;
7)最后将上述组合得到的叶腊石封闭块用高温高压烧结方法得到新型氮化铝/金刚石聚晶材料。


2.根据权利要求1所述氮化铝/金刚石聚晶材料的制备方法,其特征在于步骤1)所述的氮化铝粉为商业或实验室合成氮化铝粉;烧结助剂包括氧化镧、氧化钇、氧化铈、氧化钙、氟化镧、氟化钇、氟化铈、氟化钙中的一种或多种,且烧结助剂占混合粉体质量的0.5%-10%;球磨混合时间为1h-48h。


3.根据权利要求1所述氮化铝/金刚石聚晶材料的制备方法,其特征在于步骤2)所述的导电金属粉包括银粉、金粉、铜粉、铝粉、锌粉、钼粉、钨粉、钴...

【专利技术属性】
技术研发人员:贾宝瑞赵勇智秦明礼姜雪刘鸾王永吴桐秦婉君张德印吴昊阳曲选辉
申请(专利权)人:北京科技大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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