大顆粒立方氮化硼單晶的合成工藝研究.pdf

1、山東建筑大學碩士學位論文題目大顆粒立方氮化硼單晶的合成工藝研究國家自然科學基金資助項目(No51272139)計：學位論文58頁表格6個插圖35幅評閱人：指導教師：學院院長：學位論文完成日期：迕基2Q!魚生壘旦山東建筑大學碩士學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、化學惰性及耐化學腐蝕性等特性，自首次合成以來便得到了迅速的推廣與應用。作為2l世紀最重要的應用材料之一，cBN必將對磨削、切削技術(shù)帶來新的革命。雖然目

2、前我國已成為cBN合成大國，但相比于英美等科技大國，我國的cBN合成技術(shù)仍然比較落后，只能合成出低等級cBN單晶，而高品級cBN磨料主要依賴進口。進行大顆粒cBN單晶合成工藝的研究將有利于cBN材料在磨料行業(yè)和其他領域的應用與發(fā)展，從而提高我國cBN材料合成技術(shù)的競爭力。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，通過改變合成過程中的壓力、功率和時間等參數(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單晶實驗中，通過對不同合成工藝條件下合成cBN單晶的效果對比，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。測得50／60目粒度cBN單晶的平均抗壓強度值為47N，高出相應國家標準(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，合成時間15min。采用該工藝合成的cBN單晶產(chǎn)量在110Oct以上，且粒度