超高硬度纳米孪晶金刚石块体材料及其制备方法

    公开(公告)号:CN104209062B

    公开(公告)日:2016-07-06

    申请号:CN201310188507.X

    申请日:2013-05-20

    Applicant: 燕山大学

    Abstract: 本发明涉及一种超高硬度纳米孪晶金刚石块体材料及其制备方法。具体地,本发明公开了一种含高密度孪晶的纳米晶金刚石块体材料及其合成方法,以无金刚石核的纳米球形碳(洋葱结构碳,以下简称无核洋葱碳)颗粒(优选地,粒径为5-70nm)为原料,通过高温高压合成了纳米孪晶金刚石块体。所得到的纳米孪晶金刚石块的体积为1-2000mm3;维氏硬度为155-350GPa;努普硬度为140-240GPa;孪晶宽度为1-15nm。本发明与现有技术相比,所获得的纳米孪晶金刚石块体具有远高于金刚石单晶体和超硬多晶金刚石的硬度(金刚石单晶的维氏硬度仅为100GPa左右,超硬多晶金刚石的最高努普硬度为140GPa),其最高的维氏硬度达到350GPa、最高的努普硬度达到240GPa。纳米孪晶金刚石块体在地质钻探、高速切削和精密与超精密加工等机械加工领域、磨料磨具和拉丝模及特种光学器件等领域具有广阔的应用前景。

    高性能致密化填充方钴矿热电材料的高压合成制备方法

    公开(公告)号:CN102650005B

    公开(公告)日:2015-11-25

    申请号:CN201110051407.3

    申请日:2011-02-28

    Applicant: 燕山大学

    Abstract: 本发明公开一种高性能致密化填充方钴矿热电材料的高压合成制备方法,其特征是:1)按照拟合成的填充方钴矿热电材料的化学配比,取相应剂量的反应原料混合并冷压成型;2)第一步高压合成,压力范围1-6GPa,反应温度700-900℃,时间10-120分钟,将原料融合并初步反应生成过渡产物,冷却卸压后将所得产物研磨均匀并冷压成型;3)第二步高压合成,压力范围1-5Gp,反应温度550-650℃,时间30-600分钟,冷却卸压后将合成出的填充方钴矿材料研磨、酸洗、干燥,并冷压成型;4)采用高压烧结或电火花放电烧结技术,得到最终的块体热电材料。所得产物密度高,具有良好的机械加工性能,热电性能优越,无量纲热电优值(ZT)普遍高于1,同时本发明工艺简单,耗时短,节约能源,具有优良的产业化生产及应用前景。

    多孔热电合金材料及其制备方法

    公开(公告)号:CN114655936B

    公开(公告)日:2023-09-01

    申请号:CN202011547273.X

    申请日:2020-12-23

    Applicant: 燕山大学

    Abstract: 本发明公开了一种多孔热电合金材料及其制备方法。具体地,本发明公开了一种多孔热电合金材料,其微观组织结构由准等轴晶粒和均匀分布的孔隙构成。本发明还公开了一种所述多孔热电合金材料的制备方法。具有本发明微观结构特征的多孔热电合金材料的机械性能并未因孔隙的存在而明显减弱,且具有优异的热电性能。如对于Bi0.42Sb1.58Te3多孔块材,其维氏硬度、抗弯强度和抗压强度分别可达0.6GPa、64MPa和130MPa,另外,Bi0.42Sb1.58Te3多孔块材的最大热电优值ZT和平均ZT值分别可达1.27和1.15。该发明在保证材料具有优异热电性能的同时,兼具有良好的机械性能,同时减少了原料消耗,进而降低生产成本,具有良好的产业化前景。

    异质结构金刚石/立方氮化硼复合块材及其制备方法

    公开(公告)号:CN115340380B

    公开(公告)日:2023-07-21

    申请号:CN202210581528.7

    申请日:2022-05-26

    Applicant: 燕山大学

    Abstract: 本发明涉及一种新型异质结构金刚石/立方氮化硼(cBN)复合块材及其制备方法,属于超硬复合材料领域。本发明以洋葱碳纳米颗粒和六方BN微米片为原料,通过静电自组装工艺精心制备了洋葱碳纳米颗粒包裹六方BN微米片的前驱体,然后结合高温高压条件下的结构相变,使洋葱碳纳米颗粒转变成了纳米孪晶金刚石,六方BN微米片转变成了细长片层状cBN,两者构筑成异质结构金刚石/cBN复合块材。合成的异质结构金刚石/cBN复合块材的努氏硬度为50‑180GPa,断裂韧性为15‑25MPa·m1/2。这种金刚石/cBN复合块材在精密机械加工、地质勘探及化石燃料开采等领域具有广阔的应用前景。

    金刚石复相材料及其制备方法

    公开(公告)号:CN113493202B

    公开(公告)日:2022-10-14

    申请号:CN202010261332.0

    申请日:2020-04-03

    Applicant: 燕山大学

    Abstract: 本发明涉及金刚石复相材料及其制备方法。本发明以洋葱碳为原料,通过高温高压的合成方法制备出一种包含3C、2H、4H、6H、8H、10H、9R、15R、21R多种类型金刚石相的新型金刚石复相块材。在块材的晶粒内可以发现2H、3C、4H、6H、8H、9R、10H、15R、21R中的两种或两种以上类型的金刚石相,其中3C型金刚石具有超细纳米孪晶组织结构,孪晶宽度1‑15nm。本发明所公开的金刚石复相块材内部晶粒尺寸为2‑80nm,其维氏硬度为150‑260GPa,断裂韧性为12‑30MPa·m1/2。这种金刚石复相块材在精密与超精密加工领域、拉丝模、磨料磨具及特种光学元件等领域具有广阔的应用。

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