2026-04-27
2026-04-27
金刚石单晶预处理
用王水（浓硝酸+浓硫酸）对金刚石单晶颗粒进行加热酸洗，去除表面金属杂质、氧化物等表面污染物，避免杂质在界面形成热阻。金刚石酸洗后表面极性强、容易吸附离子和杂质。采用多级超声清洗（碱液超声、去离子水超声、无水乙醇超声。）以确保金刚石单晶表面的洁净度。
基本原理：
在常温下，利用高压对密封于柔性模具中的粉末施加全方位均匀的压力，使其压制成型的粉末加工工艺，核心优势是坯体密度高且均匀。
关键步骤：
1、装料与密封：粉末装入柔性模具，真空密封，防止渗入污染。
2、加压、保压：密封模具放入压力容器，注满压力，保压使粉末充分致密化。
3、卸压与脱模：缓慢卸压，取出模具，剥离得到生坯。
核心优点：
1 密度极高且均匀：密度差可控制在 ≤1.5%，远优于单向压（5%–10%），大幅降低烧结开裂风险。
2 坯体强度高：便于搬运、存储与机加工（车 / 磨 / 钻）。
3 无模壁摩擦：无需润滑剂，纯度高、性能稳定。
4 适用范围广：可成型大尺寸、结构复杂的部件。
基本原理：
浸渗工艺属于液相法。将熔融的金属（如铜、铝）在压力或毛细作用下，浸渗到生坯的孔隙中，冷却后形成致密的金刚石复合材料毛坯。
关键步骤：
1、生坯制备：通过冷等静压得到充分致密化生坯。
2、浸渗：将生坯置于真空腔体中，上方放置金属粉体，在真空或保护气氛下加热至金属熔点以上，并施加一定压力（气压或机械压力），迫使金属液渗入生坯。
3、冷却加工：冷却后，去除模具，进行后续精加工。
核心优点：
Ø 致密度高（>98%）、导热率高（可达 550–900 W/（m・K）
Ø 金刚石体积分数高、分布均匀，热膨胀系数低（6–8ppm K⁻ ¹）
Ø 可快速、高质量成型，适合大尺寸、复杂的结构件。
基本原理：
真空热压烧结工艺是一种先进的快速烧结技术。将坯体装入真空腔体，施加温和压力，使金刚石和金属颗粒表面被迅速活化、清洁甚至熔化，同时在轴向施加压力，实现超快速致密化。
关键步骤：
1、坯体放入真空热压设备；
2、抽真空或通保护气；
3、加压；
4、加热、保温、冷却脱模。
核心优点：
1、烧结速度极快，升温速率可达几百℃/分钟，能极大抑制晶粒长大和有害界面反应。
2、 致密度极高，且能保持细小的微观组织。
3、适合制备高性能金刚石复合材料。
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