增材制造金刚石颗粒增强金属基复合材料研究进展

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作者 王辉 贺卫卫 +4 位作者 程康康 李会霞 赵培 王新锋 王宇 《航空材料学报》 北大核心 2025年第2期18-27,共10页

金刚石颗粒增强金属基复合材料同时具备金属和金刚石的优良特性,作为功能材料、耐磨材料等在众多领域有着重要应用。增材制造技术为金属/金刚石复合材料复杂构件的直接成形提供新途径,极大地增加构件设计的自由度。本文基于常用于制备金... 金刚石颗粒增强金属基复合材料同时具备金属和金刚石的优良特性,作为功能材料、耐磨材料等在众多领域有着重要应用。增材制造技术为金属/金刚石复合材料复杂构件的直接成形提供新途径,极大地增加构件设计的自由度。本文基于常用于制备金属/金刚石复合材料的激光选区熔化、激光熔覆、冷喷涂等几种典型增材制造技术,从粉末原料和成形过程的主要技术难点、应用场景等方面,介绍增材制造金属/金刚石复合材料的研究进展。着重讨论成形过程中金刚石飞溅及石墨化的产生原因、影响及主要解决方法,最后总结增材制造金属/金刚石复合材料面临的挑战和未来发展方向。面临的挑战主要表现在增材制造过程中,出现金刚石飞溅、金属与金刚石颗粒界面控制、金刚石石墨化、金刚石颗粒破损等问题。其中,需要解决的问题侧重于优化成形工艺,实现复合材料致密性、界面结合、金刚石防护等几方面协同控制。 展开更多

关键词 增材制造 金属/金刚石复合材料 飞溅 金刚石石墨化

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新型电子封装用金刚石/金属复合材料的组织性能与应用 被引量：19

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作者 方针正 林晨光 +2 位作者 张小勇 崔舜 楚建新 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期36-39,43,共5页

随着微电子技术的高速发展,金刚石/金属复合材料作为新一代的电子封装材料受到了广泛的重视,它与传统的电子封装材料相比,具有更优异的性能,是未来封装、热沉材料最有潜力的发展方向之一。对金刚石/金属复合材料的性能、制备工艺及应用... 随着微电子技术的高速发展,金刚石/金属复合材料作为新一代的电子封装材料受到了广泛的重视,它与传统的电子封装材料相比,具有更优异的性能,是未来封装、热沉材料最有潜力的发展方向之一。对金刚石/金属复合材料的性能、制备工艺及应用发展进行了综述,并提出了未来的研究开发方向。 展开更多

关键词 金刚石/金属 复合材料 电子封装 热导率

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金刚石颗粒增强金属基高导热复合材料的研究进展 被引量：12

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作者 王西涛 张洋 +2 位作者 车子璠 李建伟 张海龙 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期7001-7015,共15页

随着我国电子技术的不断发展,对于电子封装材料的要求不断提高,作为新一代电子封装材料的金刚石颗粒增强金属基复合材料由于具备优异的热物理性能和良好的机械性能,受到了广泛的关注。就金刚石增强金属基复合材料的研究进程进行了总结,... 随着我国电子技术的不断发展,对于电子封装材料的要求不断提高,作为新一代电子封装材料的金刚石颗粒增强金属基复合材料由于具备优异的热物理性能和良好的机械性能,受到了广泛的关注。就金刚石增强金属基复合材料的研究进程进行了总结,并列举了国内外研究者们在金刚石增强金属基复合材料方面所取得的进展。包括针对复合材料界面优化所采用的金属基体合金化、金刚石表面金属化以及先进制备技术的开发。并且总结了复合材料导热理论研究中所提出的理论和模型。最后,对于金刚石颗粒增强金属基高导热复合材料的进一步研究方向提出了展望。 展开更多

关键词 金刚石增强金属基复合材料 界面优化 导热模型

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稀土元素La对金属胎体/金刚石复合材料粘结性能的影响 被引量：9

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作者 高云 宋月清 +1 位作者 康志君 李永良 《金刚石与磨料磨具工程》 EI CAS 2000年第4期3-6,共4页

研究了稀土元素Ｌａ对Ｃｕ基金属胎体／金刚石复合材料抗弯强度和粘结性能的影响。结果表明，试验条件下，金属胎体／金刚石复合材料的抗弯强度和粘结性能在Ｌａ含量为０．３２％时达到最大值。分析表明：稀土元素Ｌａ的加入可减少金属... 研究了稀土元素Ｌａ对Ｃｕ基金属胎体／金刚石复合材料抗弯强度和粘结性能的影响。结果表明，试验条件下，金属胎体／金刚石复合材料的抗弯强度和粘结性能在Ｌａ含量为０．３２％时达到最大值。分析表明：稀土元素Ｌａ的加入可减少金属胎体中的孔洞等缺陷，改善金属胎体对金刚石的润湿性，从而可以提高复合材料的强度和粘结性能。 展开更多

关键词 金刚石复合材料 粘结性能 金属胎体 镧

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稀土元素La在金属胎体金刚石复合材料中的作用 被引量：5

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作者 李永良 马辉 +2 位作者 高云 宋月清 康志君 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2001年第5期623-627,共5页

研究了不同热压烧结条件下 ,稀土元素La对铜基胎体 金刚石复合材料的抗弯性能和断口形貌的影响 .结果表明 :加入适量的La ,可以减少胎体中孔洞缺陷 ,改善胎体的组织结构 ,提高胎体性能 ;适量La可以净化金刚石表面 ,提高金刚石颗粒和金... 研究了不同热压烧结条件下 ,稀土元素La对铜基胎体 金刚石复合材料的抗弯性能和断口形貌的影响 .结果表明 :加入适量的La ,可以减少胎体中孔洞缺陷 ,改善胎体的组织结构 ,提高胎体性能 ;适量La可以净化金刚石表面 ,提高金刚石颗粒和金属胎体之间的黏结性能 ,并能进一步提高金属胎体 金刚石复合材料的性能 . 展开更多

关键词 金属胎体-金刚石复合材料 抗弯强度 组织结构 稀土元素 镧

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复合化学镀层对金刚石-金属复合材料性能的影响 被引量：4

6

作者 李晨辉 隆威 熊惟皓 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 2001年第6期21-23,共3页

本文研究了化学镀Ni Cr P和Ni W P对金刚石 金属复合材料性能的影响。结果发现 ,在Co基和Ni 青铜基复合材料中 ,Ni Cr P和Ni W P镀层均可以起到提高复合材料抗弯强度的作用。相对而言 ,Ni Cr P效果更好 ,这与Cr对金刚石的化学活性较高 ,... 本文研究了化学镀Ni Cr P和Ni W P对金刚石 金属复合材料性能的影响。结果发现 ,在Co基和Ni 青铜基复合材料中 ,Ni Cr P和Ni W P镀层均可以起到提高复合材料抗弯强度的作用。相对而言 ,Ni Cr P效果更好 ,这与Cr对金刚石的化学活性较高 ,Ni Cr P熔点较低以及金刚石、镀层、结合剂三者之间的界面反应等有关。 展开更多

关键词 金刚石 化学镀 Ni-Cr-P NI-W-P 金刚石金属复合材料 金刚石工具

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聚合物基金属纳米复合材料研究进展 被引量：2

7

作者 崔岩 张成义 +2 位作者 张万喜 孙广平 孙国恩 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期19-23,共5页

综述了聚合物基金属纳米复合材料的制备方法、物理化学性能和最新研究进展。

关键词 聚合物基金属纳米复合材料 金属纳米粒子 制备方法 物理性能 化学性能 原位合成法

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金刚石刀具振动切削颗粒增强金属基复合材料的切削机理研究

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作者 徐可伟 朱训生 赵波 《工具技术》 2009年第11期14-18,共5页

金属基复合材料(MMCs)具有强度高、密度小的特点,可广泛应用于航空航天和汽车领域,但是这种材料的难加工特性限制了其进一步推广。采用超声振动切削可以降低切削力和切削热效应,对于难加工材料和难加工零件的精密加工具有特效[1]。本文... 金属基复合材料(MMCs)具有强度高、密度小的特点,可广泛应用于航空航天和汽车领域,但是这种材料的难加工特性限制了其进一步推广。采用超声振动切削可以降低切削力和切削热效应,对于难加工材料和难加工零件的精密加工具有特效[1]。本文采用金刚石刀具进行切削试验,对超声振动切削金属基复合材料的切屑形态、切屑变形系数和剪切角、切削表面微观形貌与粗糙度、加工表面残余应力及刀具磨损等几方面进行了深入的研究,并与非振动切削方法进行了对比。 展开更多

关键词 金刚石刀具 超声振动切削 金属基复合材料

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木基金属功能复合材料研究进展 被引量：7

9

作者 柴媛 傅峰 梁善庆 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期151-160,共10页

为弥补木材固有的缺陷,改变木材物理、力学、化学性质和构造特征,对木材功能改性的研究从未间断过,从最初的木材塑合技术、浸渍技术、乙酰化技术、热处理技术、压缩和弯曲技术、漂白和染色技术等,到现在较为先进的微波处理技术,均极大... 为弥补木材固有的缺陷,改变木材物理、力学、化学性质和构造特征,对木材功能改性的研究从未间断过,从最初的木材塑合技术、浸渍技术、乙酰化技术、热处理技术、压缩和弯曲技术、漂白和染色技术等,到现在较为先进的微波处理技术,均极大地推动了木材科学的发展。随着对木材基本物化性能研究的逐步深入,新型木基复合材料也应运而生,如木基金属功能复合材料,其赋予木材新的电磁屏蔽、导热和导电等功能。根据木基金属复合材料的功能特性,可将其分为3类:电磁屏蔽木材、金属化木材和浸透型磁性木材。电磁屏蔽木材主要用于有射线辐射空间的地板、棚板、壁板等,其制备方法主要有化学镀金属和胶合金属两种,化学镀金属是通过化学的方法使木材表面金属化,胶合金属是通过胶黏剂将金属材料与木材相结合,这两种方法均能提高木材的电磁屏蔽效能,可以减少电磁辐射对人体的伤害。金属化木材是将低熔点合金以熔融状态浸透到木材细胞中并冷却固化后形成的复合材料,熔融状态的金属以木材导管为载体,使复合材料的压缩强度、硬度、导热性、导电性、耐磨性、冲击韧性等大幅度提高,可作导热木材用于地热采暖领域。浸透型磁性木材是在一定的压力下使磁流体浸透到木材内,从而制得带有磁性的木材,可用在磁记录、记忆、电磁转换、屏蔽、防护、医疗和生物技术、分离纯化等诸多领域。目前,木基金属功能复合材料的研究主要集中在木材表面化学镀上,此种制备方法金属只能覆盖在木材表面,而不能浸透到木材内部。金属化木材可以使金属浸透到木材中,但现有研究所用的基材没有经过处理,金属的渗透性不高,如何改善基材,最大限度发挥金属化木材的优异性能,进一步推动木基金属功能复合材料的应用范围,将是下一步研究的重点。本文对3种不同功能复合材料(电磁屏蔽木材、金属化木材和浸透型磁性木材)的研究现状进行概述,同时提出木基金属功能复合材料现有研究中的不足,并展望金属化木材在更多领域的应用和发展前景。 展开更多

关键词 木基金属功能复合材料 金属化木材 电磁屏蔽 导热

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金刚石/金属基复合新型热管理材料的研究与进展 被引量：20

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作者 高文迦 贾成厂 +3 位作者 褚克 梁雪冰 郭宏 陈惠 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期17-22,26,共7页

先进微电子技术的飞速发展推动了于功能结构一体化新型热管理材料的研发。以高导热金刚石/金属基(铝、铜、银)复合材料为重点,综述了其优异的性能特点、近年来国内外的制备方法和研究进展、市场化应用现状等,分析了晶体结构、材料组分... 先进微电子技术的飞速发展推动了于功能结构一体化新型热管理材料的研发。以高导热金刚石/金属基(铝、铜、银)复合材料为重点,综述了其优异的性能特点、近年来国内外的制备方法和研究进展、市场化应用现状等,分析了晶体结构、材料组分、微观界面等对复合材料热性能的影响,并进一步提出了该方向亟待解决的问题。 展开更多

关键词 金刚石 金属基复合材料 热管理 高导热 热膨胀系数

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金刚石表面镀钨对铜/金刚石复合材料热导率的影响 被引量：12

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作者 李建伟 张海龙 +2 位作者 张少明 张洋 王西涛 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期1034-1037,共4页

利用粉末覆盖烧结法成功在金刚石表面镀覆W,并采用气体压力熔渗法制备Cu/diamond(W)复合材料。研究了不同镀覆温度对镀层微观结构以及复合材料热导率的影响。结果表明,金刚石表面镀钨有效的改善了界面结合,提高了复合材料热导率。镀层... 利用粉末覆盖烧结法成功在金刚石表面镀覆W,并采用气体压力熔渗法制备Cu/diamond(W)复合材料。研究了不同镀覆温度对镀层微观结构以及复合材料热导率的影响。结果表明,金刚石表面镀钨有效的改善了界面结合,提高了复合材料热导率。镀层厚度随镀覆温度的提高而明显增加,复合材料热导率先增高再降低。当镀覆工艺为1 050℃保温15 min时,镀层厚度为2 000nm,复合材料热导率最高可达到670 W/mK。 展开更多

关键词 金刚石表面金属化 复合材料 气体压力熔渗法 热导率

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新一代高导热金属基复合材料界面热导研究进展 被引量：12

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作者 常国 段佳良 +2 位作者 王鲁华 王西涛 张海龙 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期72-78,87,共8页

热物理性质不同的材料之间存在界面热阻,界面热阻对热传输过程产生极大的影响,并在很大程度上决定了复合材料的导热性能。金刚石颗粒增强金属基复合材料(Metal matrix composites,MMCs)充分发挥了金刚石的高热导率和低热膨胀系数的优点... 热物理性质不同的材料之间存在界面热阻,界面热阻对热传输过程产生极大的影响,并在很大程度上决定了复合材料的导热性能。金刚石颗粒增强金属基复合材料(Metal matrix composites,MMCs)充分发挥了金刚石的高热导率和低热膨胀系数的优点,有望获得高的热导率以及与半导体相匹配的热膨胀系数,可满足现代电子设备在散热能力上提出的越来越高的要求,作为新一代电子封装材料已引起广泛关注。界面热导(界面热阻的倒数)既是决定复合材料导热能力的关键因素,也是研究的难点,复合材料制备工艺、界面改性方式(金属基体合金化或金刚石表面金属化)以及改性金属种类均会影响界面热导。详细论述了界面热导理论及实验研究的最新成果,并对金刚石/金属复合材料在未来研究中面临的主要问题进行探讨。 展开更多

关键词 电子封装材料 界面热导 金刚石 金属基复合材料 热导率

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电子封装用金刚石/铜复合材料界面与导热模型的研究进展 被引量：15

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作者 邓佳丽 张洪迪 +1 位作者 范同祥 汝金明 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期19-28,共10页

金刚石/铜复合材料具有高热导率、高强度、热膨胀系数可调的优点,是极具发展潜力的新一代电子封装材料。针对复合材料两相界面结合较差的问题,目前主要采用添加活性元素在界面处生成碳化物层的方法来改善。论述了活性元素添加的两种手段... 金刚石/铜复合材料具有高热导率、高强度、热膨胀系数可调的优点,是极具发展潜力的新一代电子封装材料。针对复合材料两相界面结合较差的问题,目前主要采用添加活性元素在界面处生成碳化物层的方法来改善。论述了活性元素添加的两种手段,即基体合金化和金刚石表面金属化的研究进展,并归纳了金刚石/铜复合材料导热模型的发展情况,最后提出了金刚石/铜复合材料在界面研究中面临的挑战和其未来努力的方向。 展开更多

关键词 金刚石/铜复合材料 基体合金化 表面金属化 碳化物 模型

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添加稀土Nd改善金刚石/铜复合材料界面 被引量：10

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作者 张晓宇 蔺伟康 +3 位作者 许旻 曹生珠 冯煜东 周晖 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期27-32,共6页

目的添加稀土Nd改善金刚石/铜复合材料界面间的缺陷,抑制金刚石与铜之间的弱润湿性,增强复合材料的界面结合。方法采用放电等离子烧结(SPS)技术制备含有不同质量分数Nd的镀钛金刚石/铜复合材料,采用扫描电子显微镜观察界面处的微观形貌... 目的添加稀土Nd改善金刚石/铜复合材料界面间的缺陷,抑制金刚石与铜之间的弱润湿性,增强复合材料的界面结合。方法采用放电等离子烧结(SPS)技术制备含有不同质量分数Nd的镀钛金刚石/铜复合材料,采用扫描电子显微镜观察界面处的微观形貌,采用X射线衍射仪和X射线能谱仪分析界面处组织,采用排水法测试复合材料的密度和致密度。结果添加稀土Nd后,金刚石-铜两相界面间促生了Cu_5Nd、NdCu_2、Cu_3Ti等相。界面间的Cu_5Nd、NdCu_2、Cu_3Ti、TiC填补了镀钛金刚石/铜复合材料界面处原有的空隙、孔洞等缺陷。未添加稀土Nd的镀钛金刚石/铜复合材料的密度为4.589 g/cm^3,致密度为81%;添加3wt%的Nd元素后,镀钛金刚石/铜复合材料的密度和致密度分别达到了5.569 g/cm^3和98%,密度较未添加Nd的复合材料提升了21%。随着Nd含量的增加,金刚石-铜界面间的缺陷逐渐减少,界面结合效果逐渐转好。结论稀土Nd极大地改善了镀钛金刚石/铜复合材料两相界面处的缺陷,很好地修饰了原本润湿性较差的金刚石-铜两相界面。添加Nd元素后,复合材料两相界面结合紧密。 展开更多

关键词 金刚石/铜复合材料 界面修饰 稀土元素Nd 放电等离子烧结 金属基复合材料 致密度

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高导热金刚石/铜复合材料界面修饰研究进展 被引量：8

15

作者 张晓宇 许旻 曹生珠 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期443-452,共10页

界面结合良好的金刚石/铜复合材料具有优异的热物理性能。通过各种手段修饰金刚石-铜界面能够充分发挥金刚石/铜复合材料的高导热潜力。综述了制备金刚石/铜复合材料时主要的两类界面修饰方法:金刚石表面预镀碳化物形成元素和对铜基体... 界面结合良好的金刚石/铜复合材料具有优异的热物理性能。通过各种手段修饰金刚石-铜界面能够充分发挥金刚石/铜复合材料的高导热潜力。综述了制备金刚石/铜复合材料时主要的两类界面修饰方法:金刚石表面预镀碳化物形成元素和对铜基体预合金化,并对这两类修饰手段的制备工艺和导热机制进行了简单评述。探讨了金刚石/铜复合材料制备及界面修饰领域目前存在的问题及发展趋势。 展开更多

关键词 金刚石/铜复合材料 界面修饰 热导率 金属基复合材料

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高导热金刚石/铝复合材料的研究进展 被引量：13

16

作者 刘园 崔岩 +2 位作者 郭开金 曹雷刚 杨越 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期44-52,共9页

综述热管理用高导热金刚石/铝复合材料的主流制备技术和影响其导热性能发挥的关键因素,重点介绍真空热压烧结、放电等离子烧结、无压浸渗、真空气压浸渗和挤压铸造等制备工艺,并评述各自的优缺点及其适用性。探讨金刚石颗粒特性、基体... 综述热管理用高导热金刚石/铝复合材料的主流制备技术和影响其导热性能发挥的关键因素,重点介绍真空热压烧结、放电等离子烧结、无压浸渗、真空气压浸渗和挤压铸造等制备工艺,并评述各自的优缺点及其适用性。探讨金刚石颗粒特性、基体合金元素和金刚石表面镀层对复合材料的界面组态与导热性能的影响规律,指出通过基体合金化和金刚石表面金属化可改善复合材料的界面结合状态,提出改善金刚石/铝复合材料的导热性能应重点关注界面微结构调控及其对复合材料界面热传导的作用机制。 展开更多

关键词 金刚石/铝复合材料 界面反应 基体合金化 金刚石表面金属化

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采用聚晶金刚石刀具对复合材料的加工 被引量：2

17

作者 金汉荣 《工具技术》 1986年第9期30-30,共1页

这里介绍一种将钢和陶瓷作成复合材料,涂盖在已磨耗和破损的钢制的零件表面上,使该零件得以重新利用。这种复合材料的切削性能极差,若采用常见的硬质合金刀具进行切削,刀具的磨损相当厉害。

关键词 聚晶金刚石刀具 硬质合金刀具 碳化物刀具 刀具(金属切削) 复合材料

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构筑国内外高水平复合材料研究与技术创新和人才培养基地——金属基复合材料国家重点实验室

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作者 本刊通讯员 《中国材料进展》 CAS CSCD 2010年第9期59-62,共4页

关键词 金属基复合材料 国家重点实验室 人才培养基地 技术创新 国内外 高水 自然科学基金 计划委员会

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空气介质中非金属基金刚石砂轮的修整效果 被引量：1

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作者 许明明 李冬冬 胡德金 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期907-910,919,共5页

为了克服非金属基材料的非导电性和弱导电性,提出了在表面涂抹导电介质的电火花放电修整非金属基金刚石砂轮方法.利用电火花成型机床在空气介质中进行电火花修整树脂基金刚石砂轮实验,研究了修整过程中的不同放电参数对修整效率的影响,... 为了克服非金属基材料的非导电性和弱导电性,提出了在表面涂抹导电介质的电火花放电修整非金属基金刚石砂轮方法.利用电火花成型机床在空气介质中进行电火花修整树脂基金刚石砂轮实验,研究了修整过程中的不同放电参数对修整效率的影响,用三维数字显微镜观察电火花修整前后金刚石砂轮表面的微观形貌,比较了放电参数作用下不同的修整效果. 展开更多

关键词 非金属基金刚石砂轮 空气介质 放电 修整

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复合材料及其技术在工具研制中的应用 被引量：1

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作者 王忠 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期162-164,共3页

本文报道了复合材料技术在工具制备中的应用。探讨了固态热压法制备金属基金刚石复合材料的成型方法 ,并研究了工具实际使用过程中金属基胎体与金刚石之间 ,工具本身与被加工对象以及加工设备和使用者之间的关系。

关键词 工具 研制 应用 固态热压法 金属基金刚石复合材料 金属基胎体 金刚石

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