３８８无机材料学报２２卷
图ｌＣＶＤ金刚石薄膜衬底上异质外延ｃ—ＢＮ薄
膜的红外吸收谱［１９］
Ｆｉｇ．１Ｆｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｆｒａｒｅｄａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ
ｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆａ３０－ｎｍ—ｔｈｉｃｋｃ—ＢＮｆｉｌｍｇｒｏｗｎｏｎ
ｔｏｐｏｆａＣＶＤ
ｄｉａｍｏｎｄｆｉｌｍ【１９】
刚石薄膜［２０］．另外，这些外延ｃ—ＢＮ薄膜中的内应力很低，而且因为没有ｔ－ＢＮ过渡层，ｃ—ＢＮ薄膜与金刚石衬底的粘附性非常好，这一突破性进展为实现ｃ—ＢＮ薄膜作为高温电子材料奠定了基础．此后不久，李述汤小组［２１，２２］利用ＥＣＲＭＰＣＶＤ技术，同样在金刚石衬底上得到了异质外延的ｃ—ＢＮ薄膜．在ｃ—ＢＮ薄膜与金刚石衬底之间发现有小角度的晶界和孪晶相存在，同时发现了在某些局部区域ｔ－ＢＮ相的存在，但是ｔ－ＢＮ的基平面不是垂直于衬底而是平行于衬底，不同于通常使用硅做衬底而得到的基平面垂直于衬底的ｔ－ＢＮ相［２２１．尽管金刚石以其与ｃ—ＢＮ良好的晶格匹配和相似的物理性质，为ｃ—ＢＮ薄膜的异质外延生长提供了最为重要的基础，但外延生长的实现与沉积条件密切相关，如较高的衬底温度．各种ｃ—ＢＮ薄膜沉积方法的一个共同特点是薄膜生长期间强烈的离子轰击，而共价键结合的金刚石衬底对离子轰击非常敏感，很容易导致金刚石的表面损伤．而较高的衬底温度能弛豫离子轰击所造成的损伤，使其表面仍然保持金刚石结构，从而为ｃ—ＢＮ外延生长提供模板［２３Ｊ．实际上，上述金刚石衬底上成功外延ｃ－ＢＮ薄膜的实验中，其衬底温度都很高（＞９００。Ｃ）．而以前未能实现金刚石衬底上外延生长ｃ—ＢＮ薄膜的实验中ｆ１６－１ｓＪ，其衬底温度一般都在６００。Ｃ以下，因此在ｃ—ＢＮ薄膜生长过程中，强烈的离子轰击能导致金刚石衬底表面非晶化，从而导致ｔ－ＢＮ过渡层的生长．另外，ｃ—ＢＮ沉积之前，人们习惯采用离子束溅射清洁衬底，这将不可避免的对金刚石表面造成损伤，进而影响ｃ—ＢＮ薄膜的外延生长，因此，在金刚石上的外延实验中要避免进行这种原位清洁．
图２ｃ—ＢＮ薄膜／ＣＶＤ金刚石衬底界面处的高分
辨ＴＥＭ图像【１９】
Ｆｉｇ．２Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ
ＨＲＴＥＭｉｍａｇｅｏｆａｃ．ＢＮ／ｄｉａｍｏｎｄｉｎｔｅｒｆａｃｅｆｏｒａｃ—ＢＮｆｉｌｍｏｎａＣＶＤ
ｄｉａｍｏｎｄｆｉｌｍ［１９］
４ｃ—ＢＮ薄膜的性质研究
由于长期以来高质量（纯立方相、高结晶质量、＞ｌｐｍ的厚度ｃ—ＢＮ薄膜制备上的困难，对ｃ—ＢＮ薄膜性质的研究非常有限．１９９７年，Ｍｉｒｋａｒｉｍｉ等【２４］对ｏ．７＃ｍ厚的ｃ—ＢＮ薄膜进行了纳米压痕测量，得到其硬度和弹性模量分别为６８和５３０ＧＰａ．而在此之前的其他实验中，ｃ—ＢＮ薄膜厚度更是不超过ｏ．５＃ｍ，鉴于ｃ—ＢＮ薄膜力学性质（如硬度、弹性模量）的测量受衬底的影响较大，这些结果未必可靠。
近年来，ｃ—ＢＮ厚膜的成功制备为准确测量ｃ—ＢＮ薄膜力学性质提供了可能．如前所述，利用缓冲层和离子轰击应力弛豫的方法阳］都能得到超过ｌ＃ｍ的ｃ—ＢＮ厚膜，但这两种方法得到的ｃ—ＢＮ薄膜结晶质量较差，基本上是纳米晶的，而且立方相含量不超过９０％，利用纳米压痕实验，他们得到ｃ—ＢＮ薄膜的硬度分别为５７ＧＰａ［７］和４８ＧＰａ［２５｜，弹性模量只有５００ＧＰａ［７］．李述汤小组基于Ｆ化学的等离子体辅助ＣＶＤ方法在ｓｉ衬底上沉积了５＃ｍ的ｃ—ＢＮ厚膜，纳米压痕实验得到其硬度和弹性模量分别为７０和８００ＧＰａ［２引．另一方面，对７．５ｐｒｏ金刚石衬底上异质外延的２．５＃ｍ的金刚石薄膜，纳米压痕测量得到相同的弹性模量，而硬度略有增加，达７５ＧＰａ［２引．鉴于单晶金刚石衬底上异质外延的ｃ—ＢＮ薄膜表面非常平滑，Ｚｉｅｍａｎｎ小组利用超低载荷的皮米压痕（ｕｌｔｒａ－ｌｏｗ—ｌｏａｄｐｉｃｏｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ）技术测量了ｏ．５＃ｍ厚异质外延的ｃ—ＢＮ薄膜的硬度和杨氏模量，其结果分别为７３和８２５ＧＰａ［２川，与ｃ—ＢＮ单晶体材料的相应值接近．上述各实验中，各小组
普遍采用标准的Ｏｌｉｖｅｒ—Ｐｈａｒｒ方法［２８］进行数据评
３期张兴旺，等：立方氮化硼薄膜制备与性质研究新进展３８９
估，但该方法中衬底对实验结果，特别是弹性模量的影响显著，Ｒｉｃｈｔｅｒ等［２９］发展了一个新的数据评估方法图像载荷法（ＩｍａｇｅＬｏａｄＭｅｔｈｏｄ，ＩＬＭ）．利用ＩＬＭ方法，Ｒｉｃｈｔｅｒ等测量了Ｂｅｗｉｌｏｇｕａ小组含Ｂ—Ｃ—Ｎ缓冲层的ｃ—ＢＮ多晶薄膜和Ｚｉｅｍａｎｎ小组的异质外延ｃ—ＢＮ薄膜，得到其弹性模量分别为（８００＋３０）ＧＰａ和（９００＋１００）ＧＰａ［２９］，后者是目前报道的ｃ—ＢＮ薄膜弹性模量的最高值，非常接近ｃ—ＢＮ单晶９０９ＧＰａ的弹性模量值．
同样，也只有为数不多的几个小组开展了ｃ—ＢＮ薄膜的掺杂和电学输运性质研究［３０－３２］，鉴于ｃ—ＢＮ薄膜结晶质量和非故意掺杂等问题，ｃ—ＢＮ薄膜的电学性质仍需进一步的深入研究，全面的总结可以参考最近的两个综述性文献ｆ３３，３４］．ｃ—ＢＮ薄膜的光学性质也鲜有报道，陈光华等［３５】从ＢＮ薄膜的紫外一可见光透射和反射谱，计算了ＢＮ薄膜的光学常数及光学带隙．立方相含量为８８％的ｃ—ＢＮ薄膜，其光学带隙超过６．０ｅＶ，对含有ｃ—ＢＮ和ｈ—ＢＮ混合相的薄膜还给出了一个光学带隙的经验公式．
另外，最近文献上还有关于Ａｒ在ＢＮ薄膜中的分布和扩散行为［３６］以高能离子辐射下ｃ—ＢＮ薄膜稳定性研究【３７］的报道．
５ｃ—ＢＮ薄膜微结构研究
金刚石衬底毕竟价格昂贵、不易获得，以金刚石为衬底的ｃ—ＢＮ基电子器件的广泛应用必然受到很大限制．如果能在Ｓｉ衬底上获得高度取向甚至外延的ｃ．ＢＮ薄膜，无疑将进一步推动ｃ—ＢＮ基电子器件的发展和其在各个领域的应用，这也是将来ｃ—ＢＮ薄膜研究的重要方向之一．ｅ—ＢＮ薄膜与Ｓｉ衬底界面的微结构反映了薄膜的成核和生长的演化过程，对ｃ—ＢＮ／Ｓｉ界面微结构的深入分析和控制不仅对理解ｃ－ＢＮ薄膜的生长机制有重要意义，而且是Ｓｉ衬底上获得高质量ｃ—ＢＮ薄膜的关键步骤之一．以下介绍近几年人们在ｃ—ＢＮ／Ｓｉ界面微结构研究方面取得的一些最新进展．
早期的研究结果表明［１］＇ｓｉ衬底上的ｃ—ＢＮ薄膜呈层状结构，在Ｓｉ衬底上首先形成一层几纳米的ａ—ＢＮ层，接着是择优取向（ｃ轴平行于衬底表面）的ｔ－ＢＮ过渡层，最后ｃ—ＢＮ在ｔ－ＢＮ（０００２）晶面的边缘成核并生长．最近，这一得到普遍认可的层状生长模式受到了挑战，有两个小组利用不同的衬底处理方法在Ｓｉ衬底上都部分地避免了ａ－ＢＮ过渡层的出现［３８－４０］，Ｙｏｓｈｉｄａ小组［３８］在薄膜沉积前，在氢氛围下１２００Ｋ加热Ｓｉ衬底１２０ｒａｉｎ，此举避免了ａ—ＢＮ过渡层的出现，他们认为出现ａ－ＢＮ过渡层与Ｓｉ衬底上的天然氧化层和离子轰击有关．而Ｚｉｅｍａｎｎ小组［３９］在衬底温度为１０００。Ｃ的样品中发现了Ｓｉ衬底上ｔ－ＢＮ层直接生长的现象，相应的ＨＲＴＥＭ结果如图３所示，利用原位的俄歇电子能谱（ＡＥＳ），他们确实观察到了ｓｉ衬底在高真空、１０００。Ｃ退火的条件下天然Ｓｉ０２层的去除．此外，Ｙｏｓｈｉｄａ小组１４０）还利用衬底正偏压预处理的方式，避免了ａ－ＢＮ或ｔ－ＢＮ过渡层，实现了Ｓｉ／ａ－ＢＮ／ｃ—ＢＮ和Ｓｉ／ｔ—ＢＮ／ｅ—ＢＮ这两种生长模式．另外，利用ＨＲＴＥＭ人们发现除了众所周知的ｔ－ＢＮ垂直的基平面外，还观察到卷曲的ｔ－ＢＮ平面也可以成为ｃ—ＢＮ的另一类成核点［３９，４１】，理论计算表明ｃ—ＢＮ在卷曲的ｔ－ＢＮ平面上的成核几率与它的曲率半径有关【４２］．
图３衬底温度为１０００。Ｃ时ｃ—ＢＮ薄膜／Ｓｉ衬底
界面处的高分辨ＴＥＭ图像［ａｇｌ
Ｆｉｇ．３
ＨＲＴＥＭｉｍａｇｅｏｆｔｈｅＳｉ／ＢＮｉｎｔｅｒｆａｃｅｆｏｒａＢＮｆｉｌｍｄｅｐｏｓｉｔｅｄａｔｉ０００。Ｃ【３９ｌ
ｃ—ＢＮ与Ｓｉ衬底之间的界面微结构的系统研究表明，ａ－ＢＮ／ｔ—ＢＮ过渡层的微结构与衬底温度与离子轰击的强度关系密切［３９，４３】．在室温下由于动力学因素和ｔ－ＢＮ基平面较大的面间距，ｃ—ＢＮ难以成核；在高温（＞８００。Ｃ）下ｃ—ＢＮ的成核需要增加离子轰击的强度，同时过渡层厚度增加；ｃ—ＢＮ的成核过程实质上是由表面原子迁徙和荷能离子亚表面注入两种竞争作用共同决定［３９，４３】．另外，生长过程中成核层的采用，能有效的提高ｃ—ＢＮ薄膜的结晶质量．对ｃ—ＢＮ／Ｓｉ界面微结构的深入理解，特别是如何消除ａ—ＢＮ和ｔ－ＢＮ过渡层，可为将来在ｓｉ和其他衬底上实现外延生长ｃ—ＢＮ薄膜奠定
基础．
立方氮化硼薄膜制备与性质研究新进展
作者：张兴旺， 游经碧， 陈诺夫， ZHANG Xing-Wang， YOU Jing-Bi， CHEN Nuo-Fu
作者单位：中国科学院,半导体研究所半导体材料重点实验室,北京,100083
刊名：
无机材料学报
英文刊名：JOURNAL OF INORGANIC MATERIALS
年，卷(期)：2007,22(3)
被引用次数：1次
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本文链接：https://www.doczj.com/doc/b61283356.html,/Periodical_wjclxb200703001.aspx
收稿日期:2008-09-12. 基金项目:教育部留学回国人员科研启动基金资助项目(200611AA03).材料、结构及工艺 氮化硅薄膜的沉积速率和表面形貌 张广英1,吴爱民1,秦福文1,公发全2,姜 辛1,3 (1.大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,辽宁大连116024; 2.大连化学物理研究所,辽宁大连116023; 3.德国锡根大学材料工程学院,德国锡根57056) 摘 要: 采用电子回旋共振2等离子体增强化学气相沉积(ECR 2PECVD )技术,以氮气为等离子体气源,5%硅烷(Ar 稀释)为前驱气体,在玻璃衬底上低温制备了氮化硅薄膜。利用偏振光椭圆率测量仪、原子力显微镜(A FM )等测试技术分析探讨了硅烷流量(5～50cm 3)、沉积温度(150～ 350℃ )以及微波功率(500～650W )等对SiN 薄膜沉积速率及表面形貌的影响。结果表明:沉积速率随着硅烷流量和微波功率的增加而增加(最高达到11.07nm/min ),随着衬底温度的增加而降低,在温度为350℃时降低到2.44nm/min 。薄膜的粗糙度随着衬底温度和微波功率的增加而降低,粗糙度最低为0.89nm ,说明薄膜的表面质量较高。 关键词: ECR 2PECVD ;氮化硅薄膜;沉积速率;表面形貌中图分类号:TN304.054 文献标识码:A 文章编号:1001-5868(2009)04-0558-04 Deposition R ate and Surface Topography of SiN Films ZHAN G Guang 2ying 1,WU Ai 2min 1,Q IN Fu 2wen 1,GON G Fa 2quan 2,J IAN G Xin 1,3 (1.State K ey Lab.of Materials Modif ication by Laser ,Ion and E lectron B eams ,Dalian U niversity of T echnology ,Dalian 116024,CHN;2.Dalian I nstitute of Chemical Physics ,Chinese Academy of Sciences ,Dalian 116023,CHN; 3.Institute of Materials E ngineering ,Siegen U niversity ,Siegen 57076,GER ) Abstract : The silicon nit ride films were deposited at low deposition temperat ure by electron cyclotron reso nance 2plasma enhanced chemical vapor deposition (ECR 2PECVD )technique on glass subst rate by applying p ure nit rogen as t he plasma gas source and 5%silane (Ar dilute )as t he precursor gas.The deposition rate ,refractive index and surface topograp hy of SiN films were st udied by ellip somet ry and A FM.Result s show t hat t he depo sition rate increases wit h t he silicon gas flow and microwave power increasing ,and decreases wit h t he subst rate temperat ure increasing.The maximal depo sitio n rate is 11.07nm/min.The minimal depo sition rate of 2.44nm/min is achieved at t he subst rate temperate of 350℃.Wit h t he deposition temperat ure and microwave power increasing ,t he roughness of silicon nit ride films decreases wit h t he minimal value is 0.89nm. K ey w ords : ECR 2PECVD ;SiN films ;depo sition rate ;surface topograp hy 0 引言 近年来,用PECVD 技术制备氮化硅薄膜并应用于太阳电池的课题越来越引起人们的关注[122]。 作为一种重要的新型功能材料,氮化硅薄膜具有优良的光学性能、电学性能和化学稳定性能[3]。在太阳电池中,氮化硅薄膜由于它的优良的光学性能,可以作为一种很好的减反射材料,以减少入射太阳光的损失,提高电池的效率。同时,氮化硅薄膜也可以对太阳电池起到表面和体内的钝化作用,提高电池 ? 855?
第28卷第2期 人 工 晶 体 学 报 V ol.28 N o.2 1999年5月 JOURNA L OF SY NTHETIC CRY ST A LS May,1999 PCV D氮化硼膜形成过程及表面形貌的分析3 张晓玲 胡奈赛 何家文 (西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安710049) 提要:采用红外分析、金相技术及和透射电子显微(TE M)技术分析了射频PC VD法沉积氮化硼膜的 形成过程。结果表明,在沉积过程中,非晶态氮化硼(a2BN)作为领先相首先按平面方式生长,然后 立方氮化硼(c2BN)在其上成核,并靠沉积原子表面迁移过程而长大,这种过程交替进行的结果,使 膜层由a2BN和c2BN组成。膜层的表面呈层状+胞状形貌,说明薄膜的生长不仅取决于固体表面 的扩散,而且也与气相成分的扩散有关。 关键词:立方氮化硼,薄膜形成,等离子体化学气相沉积(PC VD),超硬材料,形貌 中图分类号:O484.1 Surface Morphology P atterns and G row th Process of PCV D Boron Nitride(BN)Films Zhang Xiaoling Hu Naisai He Jiawen (S tate K ey Laboratory for M echanical Behavior of M aterials,X i’an Jiaotong University,X i’an710049,China) (Received6October1998,accepted15December1998) Abstract The formation process of boron nitride(BN)films deposited by radio2frequency plasma chemical vapor deposition(PC VD)method has been investigated by using F ourier trans form in frared spectroscopy(FTIR),metalloscope and transmission electron microscopy(TE M) analyses.The result shows that the films are com posed of am orphous BN(a2BN)and cubic BN (c2BN)phases.As a leading phase,the am orphous BN formed and grew in a layered structure. Then c2BN nucleated on a2BN surface.The growth of c2BN was by means of the diffusion, rem oval and collision of the adhesive atoms.These growths are replacement process of a2BN and c2BN.The surface topography of the films is in layer and spiral patterns.It indicates that the growth of the film depends on the diffusions of both s olid surface atoms and gas elements. K ey w ords:cube boron nitride,film formation,PC VD,superhard materials,m orphology 1 引 言 薄膜生长技术是当前材料科学的一个重要发展方向。已发现薄膜的生长方式有3种:即 本文1998年10月6日收到,1998年12月15日收到修改稿。 3国家自然科学基金资助项目。
聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具及存在的问题 作者：admin 发表时间：2011-12-23 11:17:49 点击：132 CBN颗粒的大小不但对PCBN刀具的切削表面质量有影响，而且对PCBN烧结时粘结剂的烧结能力起到一定的作用。一般来说，CBN颗粒度越小，PCBN刀具切削表面质量越好，刀具抗冲击能力和耐磨性越好，因此，在加工淬硬钢并且要求高的表面质量（即实现PCBN刀具的“以车代磨”）时，PCBN刀具所采用中的CBN颗粒应取较小值。但另一方面，由于PCBN刀片的烧结是通过“毛细现象”即各种粘结剂元素渗透到CBN颗粒之间实现的，如果CBN颗粒太小，CBN颗粒间的间隙就会减小，从而使得粘结剂元素的渗透量减小。因此，烧结时CBN颗粒又应选得大一些。综合考虑以上两种因素，CBN烧结时应多选择混合粒度，并根据所选粘结剂粘结能力的不同而确定不同的粒度范围。 （3）CBN晶粒含量 PCBN刀具中的CBN晶粒含量对PCBN刀具的硬度、导热性有较大的影响。CBN含量越高，刀具的硬度越高，导热性越好。高含量PCBN刀具（一般CBN含量为80%～90%）是以CBN之间的直接结合为主，具有高硬度和高导热性。这类PCBN刀具适合加工高硬度合金和组织中含有高硬质点的材料，如冷硬铸铁、耐热合金等。目前此类刀具刀片主要有GE公司的BZN6000，Element Six公司的AMB90，住友电工公司的BN100、BN600等。低含量PCBN刀片多为陶瓷粘结剂，耐热性好，易于加工淬硬钢（合金钢、轴承钢、模具钢、碳钢等），利用切削区内热滞留高温形成的金属软化效应进行切削。GE公司的BZN8100、BZN8200，Element Six公司的DBC50，住友电工公司的NB300、NB220以及山高公司的CBN10、CBN100、CBN150等均属于此类。 （4）粘结剂 CBN烧结所需的粘结剂：①物理化学性能越接近CBN越好，这样不会过多的削弱烧结后PCBN刀具的切削性能；②易于达到熔点温度或在此温度下具有较好的塑性；③相对于CBN具有足够的化学活性，具有使六方氮化硼（HBN）向CBN转化的催化性。 目前，常用到的粘结剂按其物理化学性质可分为金属粘结剂（如Ni、Co、Ti、Ti-Al 等）和陶瓷粘结剂（如TiN、TiC、TiCN、Al2O3等）；按作用可分为催化剂（如Al、AlN、AlB2、Si等）和溶解剂（如Ti、Ni、Co、TiN、TiC、TiCN等）。粘结剂种类和含量都对PCBN刀片的性能有不同的影响。碳化物、氮化物、碳氮化物可以提高PCBN刀片的抗化学磨损能力和抗冲击能力，但含量过高会降低刀具硬度，使刀具寿命缩短；钴是最常用的粘结剂，可以提高CBN烧结时的烧结度；Ti陶瓷粘结剂可以提高PCBN刀片的韧性；铝及铝的化合物可与CBN颗粒及其它粘结剂发生反应，使CBN颗粒粘结得更加牢固，提高刀具耐磨性；Si和Al、AlN、AlB2的混合物是HBN向CBN转化的有效催化剂，在陶瓷粘结剂里加入少量的Al、Si还可以增强CBN间的粘结，形成连续的陶瓷相；以铝化镍作为粘结剂的PCBN复合片导电性好，适于采用低成本电火花进行切割。
模具氮化十种缺陷分析 一．氮化机理在500?~650 ?2NH3 2「N」+3H2分解后的活性氮原子被钢件表面吸收，并向金属内部扩散，首先溶解在a-Fe 中形成固溶体，饱和后逐渐形成氮化物层HV1000。 氮化层特性：1.高硬度/高耐磨/抗疲劳/抗粘结/抗腐蚀/抗擦伤/畸变小。 2.氮化不仅可以消除模具张（拉伸）应力，而且赋予模具压缩应力。从这方面讲，氮化优于去应力退火，去应力退火只是消除模具张应力。 二．模具氮化十种缺陷分析 1．渗氮层硬度过低 原因：成份不对或混料等导致渗氮模具表层含氮量不足；钢件未经调质处理，未获得回火索氏体组织，或虽经调质处理，但基体组织硬度过低，渗氮层如附在薄冰上；工件不干净；使用新渗氮罐或旧罐久未退氮；氮化炉密封不严而漏气。 返修：返修时用汽油或酒精清理干净渗氮表面，在520 ?~530 ?补渗7-10H，NH3分解率控制在20-25% 2．渗层浅 原因：加热不均；工件表面有油污，锈迹和氧化物；装炉过密；强渗期NH3分解率不稳定；扩散期期不稳定。 对策：NH3分解率控制在20-40% 3．渗层硬度不均匀，有软点。 原因：材料有严重偏析；调质温度高；工件表面脱碳和污染；氮化
炉加热器分布不合理。 4．模具崎变 原因：模具设计不合理；模具存在较大组织应力和加工应力；温度不均匀，升温过快，模具出炉冷却速度过快；装挂不合理；氮化层比容较大，产生组织应力与渗氮层厚度成正比。 对策：升温速度50-70?/H，出炉温度〈200 ?，易产生畸变的工件最好用辉光离子氮化。 5．氮化层耐蚀性差 原因：当氮化层有一层致密的，化学稳定性高的ε相层（0.015-0.060MM）时,模具有良好的搞蚀性. ε相层含氮量在6.1-8.5%为宜. 6.氮化模具表面氧化 原因:炉内负压;出炉温度高. 7.模具表面腐蚀 原因:模具长期在潮湿,碱性,酸性环境中服役. 8.渗氮层脆性大,起泡剥落有裂纹. 原因:组织缺陷;模具设计不当,有较多尖角锐边和表面积过大,活性氮原子从多方面同时渗入,氮浓度高形成ξ脆性相.渗氮介质活性太强,表面吸收大于扩散,表面含氮量超过11%形成脆性相;NH3含水量大,分解率过高,强渗温度高,时间长; 9.鱼骨状氮化物 原因:NH3含水超标;原材料大块铁素体未消除.
目录 摘要 .............................................................................................................................. I ABSTRACT ................................................................................................................... III 第1章绪论 (1) 1.1论文的背景及研究目的和意义 (1) 1.2氮化硼的分类、结构与基本性质 (3) 1.2.1 氮化硼的分类和结构 (3) 1.2.2 氮化硼的基本性质 (4) 1.3氮化硼纳米材料和薄膜材料的研究现状 (4) 1.3.1 一维氮化硼纳米材料 (5) 1.3.2 二维氮化硼纳米片 (7) 1.3.3 三维氮化硼纳米材料 (9) 1.3.4 氮化硼薄膜材料 (11) 1.4氮化硼纳米和薄膜材料的性质与应用 (12) 1.5硼碳氮的分类、结构与基本性质 (14) 1.5.1 硼碳氮的分类和结构 (14) 1.5.2 硼碳氮的基本性质 (15) 1.6硼碳氮纳米材料的研究现状 (15) 1.6.1 一维硼碳氮纳米材料 (16) 1.6.2 二维硼碳氮纳米材料 (17) 1.7硼碳氮纳米材料的性质与应用 (18) 1.8本文的研究内容 (20) 第2章实验方法 (22) 2.1实验原料与设备 (22) 2.1.1 实验原料 (22) 2.1.2 实验设备 (23) 2.2材料制备方法 (23) 2.2.1 催化热蒸发法 (23) 2.2.2 催化等离子体化学气相沉积法 (23) 2.3材料表征方法 (24) 2.3.1 形貌及结构的表征方法 (24) 2.3.2 性能测试方法 (25)
特性： 氮化硼是由氮原子和硼原子构成的晶体，该晶体结构分为：六方氮化硼（H BN）、密排六方氮化硼（WBN）和立方氮化硼，其中六方氮化硼的晶体结构具有类似的石墨层状结构,呈现松散、润滑、易吸潮、质轻等性状的白色粉末，所以又称“白色石墨”。理论密度2.27g/ cm3,比重：2.43，莫式硬度为2.六方氮化硼是具有良好的电绝缘性，导热性，化学稳定性，无明显熔点，在0.1MPA氮气中3000℃，在中性还原气氛中，耐热到2000℃，在氮和氩中使用温度可达到28 00℃，在氧气气氛中稳定性较差，使用温度1000℃以下。六方氨化硼的膨胀系数相当于石英，但导热率是石英的十倍。在高温时也具有良好的润滑性，是一种优良的高温固体润滑剂，有很强的中子吸收能力，化学性质稳定，对几乎所有熔融金属都具化学惰性。 六方氮化硼不溶冷水，水煮沸时水解非常缓慢并产生少量的硼酸和氨，与弱酸和强碱在室温下均不起反应，微溶于热酸，用熔融的氢氧化钠，氢氧化钾处理才能分解。对各种无机酸、碱、盐溶液及有机溶剂均有相当的抗腐能力。 10公斤/纸 箱 20公斤/纸 箱 氮化硼参数： 1、高耐热性：3000℃升华，其强度1800℃为室温的2倍，1500℃空冷至室温数十次不破裂，在惰性气体中2800℃不软化。 2、高导热系数：热压制品为33W/M.K和纯铁一样，在530℃以上是陶瓷材料中导热最大的材料。 3、低热膨胀系数：2×10-6的膨胀系数仅次于石英玻璃，是陶瓷中最小的，加上其具有高导热性，所以抗热震性能很好。 4、优良的电性能：高温绝缘性好，25℃为1014Ω-cm,2000℃还可以达到103Ω-c
m,是陶瓷中最好的高温绝缘材料，击穿电压3KV/MV,低介电损耗108HZ时为2. 5×10-4，介电常数为4，可透微波和红外线。 5、良好的耐腐蚀性：与一般金属（铁、铜、铝、铅等）、稀土金属，贵重金属，半导体材料（锗、硅、砷化钾），玻璃，熔盐（水晶石、氟化物、炉渣）、无机酸、碱不反应。 6、低的摩擦系数：U为0.16，高温下不增大，比二硫化钼，石墨耐高温，氧化气氛可用到900℃，真空下可用到2000℃。 7、高纯度好B高：其杂质含量小于10PPM，而含B大于43.6%。 8、可机械加工性：其硬度为莫氏2，所以可用一般机械加工方法加工成精度很高的零部件制品。 应用范围： 2氮化硼是一种无毒、耐高温、耐腐蚀、高导热、高绝缘，润滑性能优良的材料。 2既是电绝缘体又是热导体，高温状态下的特殊电解、电阻材料，高压高频电及等离子弧的绝缘体。 2可作为半导体的固相掺杂材料、抗氧化或抗水的润滑脂。 2高温润滑剂和模型的脱模剂，氮化硼粉末还可以作为玻璃微珠的防粘剂，玻璃和金属成型的脱模剂。 2由氮化硼加工制成的超硬材料，可制成高速切割工具和地质勘探、石油钻探的钻头。 2原子反应堆的结构材料，飞机、火箭发动机的喷，防止中子辐射的包装材料，航天航空中的热屏蔽材料。 2无毒无害又具有润滑性，可用作化妆品的填料。
氮化铝性质及其应用的最新进展 边继明 ( 大连理工大学物理与光电工程学院, 辽宁大连 116024)摘要：从氮化铝的结构出发，分析了氮化铝的结构及性质，详细介绍了氮化铝在各个方面的应用，阐述了氮化铝薄膜及氮化铝陶瓷的制备过程及其在光电方面的应用。 关键词：氮化铝（ALN）结构；ALN薄膜；ALN陶瓷；ALN制备；光电器件 0 引言 现代电子信息技术飞速发展,极大地推动着电子产品向多功能高性能、可靠性、小型化、便携化以及大众化普及所要求的低成本等方向发展。这些电子产品要经过合适的封装,才能达到所要求的电、热、光、机械等性能,满足使用要求[1] 薄膜作为特殊形态的材料，它的发展涉及几乎所有的前沿科学，又涉及到许多跨学科的理论基础。薄膜技术又是综合性的应用科学，已成为当代真空技术和材料科学中最活跃的研究领域，并渗透到微电子、信息、计算机、磁记录、能源、传感器、机械、航天航空、核工业、光学、太阳能利用等当代科技的各个方面。近几十年由于真空技术、薄膜材料与技术同表面物理相结合，促进了薄膜科学与技术的迅速发展。近年来世界薄膜产业飞速崛起推动了薄膜产品的开发与应用，可以说它正日益加深地影响着我们的生活。因而薄膜材料的研究既具有很强的理论意义又有广泛的应用价值。 精密陶瓷由于具有高机械強度、高温稳定性、耐磨耗及化学侵蚀，有些甚至具有良好的热传导性、电气绝缘性、压电性质、光学性质或生物亲和性等他种材料无法达到的性质，故为近年来最具发展性的材料之一，同時为许多专家学者称未来世纪最重要的材料。 正是由于ALN材料具有一系列特殊性质使其在薄膜，陶瓷等方面具有很大的应用前景。 1 ALN 结构 氮化铝(AlN)是Ⅲ-Ⅴ族共价化合物[1]。是Ⅲ-Ⅴ族中能隙值约 6.2eV）最大的半导体[2]。是一个以铝原子为中心，外部围绕四个氮原子，叠合而成的变形四面体[3]。如图
氮化硅薄膜光学性质的研究摘要：氮化硅薄膜具有优良的光学性能，常用作太阳能电池表面的减反射材料。采用传统的退火炉和快速热退火炉进行了不同时间和温度下的退火比较，并研究了退火对薄膜光学性能的影响。研究发现：氮化硅薄膜经热处理后厚度降低，折射率先升高后降低。 关键词：太阳能电池；氮化硅薄膜；热处理 引言 由于有着良好的绝缘性，致密性，稳定性和对杂质离子的掩蔽能力，氮化硅薄膜作为一种高效器件表面的钝化层已被广泛应用在半导体工艺中。人们同时发现，在多晶硅太阳电池表面生长高质量氮化硅薄膜不仅可以十分显著地提高多晶硅太阳电池的转换效率，而且还可以降低生产成本。作为一种减反射膜，氮化硅不仅有着极好的光学性能(λ =6 3 2 ． 8 n m时折射率在 1 . 8 ～2． 5之间，而最理想的封装太阳电池减反射膜折射率在 2 ． 1 ～2． 2 5 之间) 和化学性能，还能对质量较差的硅片起到表面和体内钝化作用，提高电池的短路电流。因此，采用氮化硅薄膜作为晶体硅太阳电池的减反射膜已经成为光伏界的研究热点。 1 . 氮化硅薄膜的光学性质 1 .1实验 本实验采用2cm×2cm×400um的单面抛光的P型<100>Cz硅片，在沈阳科仪中心PECVD400型真空薄膜生长系统中生长氮化硅薄膜。氮化硅薄膜制备过程如下：实验前使用乙醇和丙酮超声清洗样品15min以去除油污，然后用1号液(H20： H202：NH3·H20=5：1：1)和2号液(H 20：H 2 O 2 ：HCl=5：1：1)清洗，最后再使用 5％稀氢氟酸(HF)漂洗5min以去除氧化层，去离子水洗净烘干后放人反应室。采用硅烷(10％氮气稀释)和高纯氨气作为反应气体沉积氮化硅薄膜，其中沉积薄膜的生长参数如下：气体流量为硅烷30sccm、氨气60sccm、工作气压30Pa、射频频率 13．5MHz、沉积时间10min。沉积薄膜后，采用传统的退火炉和新兴的快速热退火炉进行了氩气保护下不同时间和温度下的退火比较，并测试了薄膜退火前后的厚度、折射率。 1.2结果和讨论
立方氮化硼(PCBN)刀片的性能及应用 聚晶立方氮化硼的特性： 1、硬度高、耐磨性好。 立方氮化硼烧结体的硬度一般在3500~4000Hv，陶瓷； 2400Hv，硬质合金1800Hv左右。高硬度带来了相当好的耐磨性，一般讲，立方氮化硼的耐磨性是涂层合金的30倍，是无涂层硬质合金的50倍，是陶瓷刀片的15~20倍。 2、热稳定性高；立方氮化硼在1370以上才开始由立方晶体向六方晶体转化；在1000C的高温下切削，其表面不会产生氧化，高温下硬度降低程度也比硬质合金和陶瓷刀片小的多，这就为高速切削创造了条件。 3、化学稳定性好： 立方氮化硼化学惰性特别大，在中性空气介质中，对酸碱都是稳定的，与碳在2000不起反应，与铁族材料在1200C~1300C时也不起反应适应于切削黑色金属材料。 4、导热性好；导热系数为 79、54w/m,k，仅次于金刚石，随温度提高，导热系数逐渐增大，有利于散热。 5、磨擦系数低： 磨擦系数为0、1~0、3系数抵使切削力小切削温度低不异常时光、不易产生粘削有利于表面质量。
6、刃磨性： 立方氮化硼刀片可反复刃磨，方便用户降低了刀具成本。 聚晶立方氮化硼的应用： 针对此特性，上海衡盾工业设备有限公司，创造性的在国内首先推出整体立方氮化硼刀片，推广到全国的硬质材料加工行业，取得了丰项的成果，积累了许多成功的使用经验。 工业泵渣浆泵生产 根据泵行业过流部件的材料特点及加工特性，在Cr15Mo3铸铁件的试切中取得了成功。采用我们的CBN刀具以后，能顺利的实现一次硬化加工，免除了退火再淬火2道工序，节约了大量的人力、电力。切削参数的大幅度提高，大大提高了生产效率。 轧辊加工国内许多大型轧辊企业已经使用超硬刀具对冷硬铸铁、淬火钢等各类轧辊进行荒车、粗车和精车，均取得了良好的效益，效率提高了2-6倍，节约加工工时和电力50%-80%。如某轧辊公司对硬度HRC65的冷硬铸铁轧辊粗车，半精车时采用我们的RNMN和SNMN的整体CBN刀片，切削速度提高了3倍，每车一根轧辊，节约电力、工时费400多元,取得了巨大得经济效益、汽车零部件加工 我公司结合国内汽车零部件生产向着高速、高效率、高精度的发展方向，适时开发出适合汽车零部件加工的刀具，目前已经在灰铁的半精、精车加工及各类材料淬火后的精加工中取得成功，极大的提高了客户的生产效率，降低生产费用。如灰铁刹车
离子氮化及优点，常见缺陷及原因分析，工艺制定 离子氮化是由德国人B.Berghaus于1932年发明的。该法是在0.1～10Torr （Torr = 133.3 Pa）的含氮气氛中，以炉体为阳极，被处理工件为阴极，在阴阳极间加上数百伏的直流电压，由于辉光放电现象便会产生象霓红灯一样的柔光覆盖在被处理工件的表面。此时，已离子化了的气体成分被电场加速，撞击被处理工件表面而使其加热。同时依靠溅射及离子化作用等进行氮化处理。 离子氮化法与以往的靠分解氨气或使用氰化物来进行氮化的方法截然不同，作为一种全新的氮化方法，现已被广泛应用于汽车、机械、精密仪器、挤压成型机、模具等许多领域，而且其应用范围仍在日益扩大。 离子氮化法具有以下一些优点： ①由于离子氮化法不是依靠化学反应作用，而是利用离子化了的含氮气体进行氮化处理，所以工作环境十分清洁而无需防止公害的特别设备。因而，离子氮化法也被称作二十一世纪的“绿色”氮化法。 ②由于离子氮化法利用了离子化了的气体的溅射作用，因而与以往的氮化处理相比，可显著的缩短处理时间（离子渗氮的时间仅为普通气体渗氮时间的1/3～1/5）。 ③由于离子氮化法利用辉光放电直接对工件进行加热，也无需特别的加热和保温设备，且可以获得均匀的温度分布，与间接加热方式相比加热效率可提高2倍以上，达到节能效果（能源消耗仅为气体渗氮的40～70％）。 ④由于离子氮化是在真空中进行，因而可获得无氧化的加工表面，也不会损害被处理工件的表面光洁度。而且由于是在低温下进行处理，被处理工件的变形量极小，处理后无需再行加工，极适合于成品的处理。 ⑤通过调节氮、氢及其他（如碳、氧、硫等）气氛的比例，可自由地调节
目录 1引言-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------错 误！未定义书签。 1.1氮化硅的特性-----------------------------------------------------------1 1.2氮化硅的制备方法----------------------------------------------------------------------------------------2 1.2.1常压化学气相沉积(APCVD)--------------------------------------------------------------------2 1.2.2低压化学气相沉积(LPCVD)--------------------------------------------------------------------2 1.2.3等离子体增强化学气相沉积(PECVD)------------------------------------------------------3 1.3氮化硅薄膜PECVD制备的特点-----------------------------------------------------------------------4 2实验-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4 2.1实验仪器的介绍-------------------------------------------------------------------------------------------4 2.2PECVD法制备氮化硅薄膜的原理----------------------------------------5 2.3实验方法------------------------------------------------------------5 3 实验结果与讨论-------------------------------------------------------------------------------------------------5 参考文献--------------------------------------------------------------------------------------------------------------10
立方氮化硼（CBN）的優點及用途 立方氮化硼CBN(Cubic Boron Nitride）是20世紀50年代首先由美國通用電氣（GE）公司利用人工方法在高溫高壓條件下合成的，其硬度僅次於金剛石而遠遠高於其它材料，因此它與金剛石統稱為超硬材料。立方氮化硼是由六方氮化硼和觸媒在高溫高壓下合成的，是繼人造金剛石問世後出現的又?種新型高新技術產品。它具有很高的硬度、熱穩定性和化學惰性，以及良好的透紅外形和較寬的禁帶寬度等優異性能，它的硬度僅次於金鋼石，但熱穩定性遠高於金鋼石，對鐵系金屬元素有較大的化學穩定性。立方氮化硼磨具的磨削性能十分優異，不僅能勝任難磨材料的加工，提高生產率，還能有效地提高工件的磨削質量。立方氮化硼的使用是對金屬加工的?大貢獻，導致磨削髮生革命性變化，是磨削技術的第二次飛躍。
立方氮化硼有單晶體和多晶燒結體兩種。單晶體是把六方氮化硼和觸媒在壓力為3000～8000兆帕、溫度為800～1900℃範圍內製得。典型的觸媒材料選自鹼金屬、鹼土金屬、錫、鉛、銻和它們的氮化物。立方氮化硼的晶形有四面體的截錐、八面體、歪晶和雙晶等。工業生產的立方氮化硼有黑色、琥珀色和表面鍍金屬的，顆粒尺寸通常在1毫米以下。它具有優於金剛石的熱穩定性和對鐵族金屬的化學惰性，用以製造的磨具，適於加工既硬又韌的材料，如高速鋼、工具鋼、模具鋼、軸承鋼、鎳和鈷基合金、冷硬鑄鐵等。用立方氮化硼磨具磨削鋼材時，大多可獲得高的磨削比和加工表面質量。 立方氮化硼CBN用途： 1.製造磨具 2.製成聚晶複合片用作刀具材料 立方氮化硼CBN特性： CBN硬度僅次於金剛石，而熱穩定性遠高於金剛石，對鐵系金屬元素有較大的化學惰性。因此，CBN加工黑色金屬材料有獨到之處，
6063挤压型材条纹缺陷产生原因分析及解决措施 周春荣张宏辉 （广东豪美铝业有限公司，广东，清远511540） 摘要：根据多年现场的生产经验总结，主要分析了装饰用、表面质量要求高的6063热挤压铝型材表面条纹产生的原因，并提出了解决措施。 关键词：6063铝合金；挤压；条纹 随着人们生活质量的不断提高，建筑行业的不断发展，以及出口比例的不断增加，铝合金型材的用量也越来越大。与此同时，人们对铝型材的装饰性能的要求也越来越严格。给铝加工行业提出了新的挑战，同时也刺激了中 国铝加工行业的进步和发展。下面就我们在现场的多年生产经验，单就6063铝型材的表面和氧化后条纹这一缺陷进行分析和探讨。 1.条纹的分类 按照表面处理要求，可以分为表面处理前条纹和表面处理后条纹。按条纹产生的机理分，可分为组织条纹、变形条纹、加工条纹。组织条纹主要是由铸棒质量和化学成分引起的；变形条纹也就是工作带条纹，主要由模具设计和加工缺陷引起的；加工条纹为挤压过程中产生的，与铸棒的加热温度、挤压速度等工艺密切相关。 2.产生的原因及解决措施 2．1 铸棒质量铸棒质量是产生组织条纹的主要原因，我们可以从铸锭的化学成分和铸锭质量两个方面来分析和探讨。 2.1.1 化学成分的合理控制 6063合金是Al－Mg－Si系合金的典型代表，具有良好的可挤压性能。其化学成分范围见表一： 表表一为GB/T3190-1996的化学成分，从表中我们可以看出，6063化学元素的含量范 围比较大。但在实际生产中，需要根据不同的 用途来合理配置各种元素的范围。6063合金 中Si、Mg、Fe的合理配置对型材表面质量和 力学性能有很大的关系。Mg、Si的总量和比 例至关重要，根据多年的现场经验，要得到理 想的力学性能和表面质量，按不同的用途， Mg、Si元素的总量可控制在0.85～1.0％比较 合适。确定Mg、Si的总量后，我们需从Mg/Si 的比值和过剩硅及Fe元素含量来分析确定 Mg、Si、Fe的合理分配。我们知道Mg、Si 在6063成分中主要形成Mg2Si强化相，其比 例A＝Mg的原子×2/Si的原子量＝24.81× 2/28.09＝1.73，当A＞1.73时，即Mg元素过
用心专注服务专业 氮化铝常识 中文名称：氮化铝。英文名称：aluminum nitride 定义：由ⅢA族元素Al和ⅤA族元素N 化合而成的半导体材料。分子式为AlN。室温下禁带宽度为6.42eV，属直接跃迁型能带结构。应用学科：材料科学技术(一级学科);半导体材料(二级学科);化合物半导体材料(二级学科) 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布目录 说明:AlN是原子晶体，属类金刚石氮化物，最高可稳定到2200℃。室温强度高，且强度随温度的升高下降较慢。导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料。抗熔融金属侵蚀的能力强，是熔铸纯铁、铝或铝合金理想的坩埚材料。氮化铝还是电绝缘体，介电性能良好，用作电器元件也很有希望。砷化镓表面的氮化铝涂层，能保护它在退火时免受离子的注入。 氮化铝还是由六方氮化硼转变为立方氮化硼的催化剂。室温下与水缓慢反应.可由铝粉在氨或氮气氛中800~1000℃合成，产物为白色到灰蓝色粉末。或由Al2O3-C-N2体系在1600~1750℃反应合成，产物为灰白色粉末。或氯化铝与氨经气相反应制得.涂层可由AlCl3-NH3体系通过气相沉积法合成。AlN+3H2O==催化剂===Al(OH)3↓+NH3↑ 氮化铝是一种陶瓷绝缘体(聚晶体物料为 70-210 W?m?1?K?1，而单晶体更可高达 275 W?m?1?K?1 )，使氮化铝有较高的传热能力，至使氮化铝被大量应用于微电子学。与氧化铍不同的是氮化铝无毒。氮化铝用金属处理，能取代矾土及氧化铍用于大量电子仪器。氮化铝可通过氧化铝和碳的还原作用或直接氮化金属铝来制备。氮化铝是一种以共价键相连的物质，它有六角晶体结构，与硫化锌、纤维锌矿同形。此结构的空间组为P63mc。要以热压及焊接式才可制造出工业级的物料。物质在惰性的高温环境中非常稳定。在空气中，温度高于700℃时，物质表面会发生氧化作用。在室温下，物质表面仍能探测到5-10纳米厚的氧化物薄膜。直至1370℃，氧化物薄膜仍可保护物质。但当温度高于1370℃时，便会发生大量氧化作用。直至980℃，氮化铝在氢气及二氧化碳中仍相当稳定。矿物酸通过侵袭粒状物质的界限使它慢慢溶解，而强碱则通过侵袭粒状氮化铝使它溶解。物质在水中会慢慢水解。氮化铝可以抵抗大部分融解的盐的侵袭，包括氯化物及冰晶石〔即六氟铝酸钠〕。
立方氮化硼 立方结构的氮化硼，分子式为BN,其晶体结构(图1)类似金刚石，硬度略低于金刚石，为HV72000～98000兆帕，常用作磨料和刀具材料。1957年，美国的R.H.温托夫首先研制成立方氮化硼。 1简介编辑 立方氮化硼 cubic boron nitride 立方结构的氮化硼，分子式为BN，其晶体结构（图1）类似金刚石，硬度略低于金刚石，为HV72000～98000兆帕，常用作磨料和刀具材料。1957年，美国的R.H.温托夫首先研制成立方氮化硼。 很长一段时间里，立方氮化硼被认为在自然界不存在，直至2009年，美国加州大学河滨分校、劳伦斯2利弗莫尔国家实验室的科学家和来自中国、德国科研机构的同行一起，在中国青藏高原南部山区地下约306公里深处古海洋地壳的富铬岩内找到了这种矿物，其在大约1300摄氏度高温、118430个大气压的高压条件下形成了晶体。该团队以中国地质科学院地质研究所教授方青松的名字将新矿物命名为qingsongite（后缀ite表示矿物）。国际矿物学协会在2013年8月正式承认了这是一种新的矿物——立方氮化硼。其原子结构与金刚石中的碳原子结构类似,因此它具有高密度的特性,硬度可媲美钻石,常被用作磨料和刀具材料。立方氮化硼CBN(Cubic Boron Nitride）是20世纪50年代首先由美国通用电气（GE）公司利用人工方法在高温高压条件下合成的，其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料，因此它与金刚石统称为超硬材料。
立方氮化硼是由六方氮化硼和触媒在高温高压下合成的，是继人造金刚石问世后出现的又一种新型高新技术产品。它具有很高的硬度、热稳定性和化学惰性，以及良好的透红外形和较宽的禁带宽度等优异性能，它的硬度仅次于金钢石，但热稳定性远高于金钢石，对铁系金属元素有较大的化学稳定性。立方氮化硼磨具的磨削性能十分优异，不仅能胜任难磨材料的加工，提高生产率，还能有效地提高工件的磨削质量。立方氮化硼的使用是对金属加工的一大贡献，导致磨削发生革命性变化，是磨削技术的第二次飞跃。 2分类编辑 立方氮化硼有单晶体和多晶烧结体两种。单晶体是把六方氮化硼和触媒在压力为3000～8000兆帕、温度为800～1900℃ 范围内制得。典型的触媒材料选自碱金属、碱土金属、锡、铅、锑和它们的氮化物。立方氮化硼的晶形有四面体的截锥、八面体、歪晶和双晶等。工业生产的立方氮化硼有黑色、琥珀色和表面镀金属的，颗粒尺寸通常在1毫米以下。它具有优于金刚石的热稳定性和对铁族金属的化学惰性，用以制造的磨具，适于加工既硬又韧的材料，如高速钢、工具钢、模具钢、轴承钢、镍和钴基合金、冷硬铸铁等。用立方氮化硼磨具磨削钢材时，大多可获得高的磨削比和加工表面质量。 3制作方法编辑 立方氮化硼多晶烧结体的主要制法有：①用立方氮化硼微粉和少量结合剂(如钴、铝、钛和氮化钛等），在压力4000～8000兆帕、温度为1300～1900℃下烧结而成；②以立方氮化硼微粉和结合剂为一层，以硬质合金（片或粉）为一层，在上述压力、温度下把两者烧结在一起，制得带 立方氮化硼 硬质合金衬底的多晶烧结体，这种烧结体具有高的强度，同时保持立方氮化硼的原有理化性能，可制成直径达16毫米的圆片，切割加工成适当形状后，作为车刀和镗刀的刀头，适于切削淬火钢、铸铁和镍基合金等。 4最新新闻编辑
挤压铝型材表面颗粒状毛刺的形成原因与对策 在铝型材的挤压生产中，型材表面不同程度的存在一些小颗粒吸附在型材表面上，这种的缺陷，仅有轻微手感，不仔细观察或手摸较难发现。但它严重影响氧化、电泳涂漆及喷涂型材的表面美观，降低了生产效率和成品率，更是高档装饰型材的致命缺陷。因此，对其形成机理进行分析，同时在挤压生产实践中不断地观察分析，总结其成因，及时采取措施，是减少或杜绝这种缺陷的出现的有效手段。 一、颗粒吸附成因分析 1、挤压型材表面出现的颗粒状毛刺分为四种： 1)空气尘埃吸附，燃煤铝棒加热炉产生的灰尘、铝屑、油污及水份凝结成颗粒附着在热的型材表面。 2)铝棒中的杂质，如：精炼不充分遗留的金属夹杂物和非金属夹杂物。 3)时效炉内的灰尘附着。 4)铝棒中的缺陷及成分中的β相AlFeSi在高温下析出，使金属塑性降低，抗拉强度降低，产生颗粒状毛刺。 “吸附颗粒”的形成 GAGGAGAGGAFFFFAFAF
2、原因 1)铝棒质量的影响 由于高温铸造，铸造速度快，冷却强度大，造成合金中的β相AlFeSi不能及时转变为球状α相AlFeSi，由于β相AlFeSi在合金中呈现针状组织，硬度高、塑性差，抗拉强度很低，在高温挤压时不仅会诱发挤压裂纹，而且会产生颗粒状毛刺，这种毛刺不易清理，手感强烈，颗粒附近常伴随有蝌蚪状拖尾，在金相显微镜下观察，呈现灰褐色，成分中富含铁元素。 铝棒中的杂质影响，铝棒在熔铸过程中，精炼不充分，泥土、精炼剂、覆盖剂以及粉末涂料和氧化膜夹杂等混入棒中，这些物质在挤压过程中，使金属的塑性和抗拉强度显著降低，极易产生颗粒状毛刺。 棒的组织缺陷常见的有疏松、晶粒粗大、偏析、光亮晶粒等，所有这些铸棒缺陷有一个共同点，就是与铸棒基体焊合不好，造成了基体流动的不连续性，在挤压过程中，夹渣极易从基体中分离出来，通过模具的工作带时，粘附在入口 端，形成粘铝，并不断被流动的金属拉出，极易产生颗粒状 GAGGAGAGGAFFFFAFAF
模具气体氮化产生的缺陷及对策 目前，气体氮化已在模具生产中得到广泛应用。它可显著提高模具的表面硬度、耐磨性、抗咬合性、抗腐蚀性能和疲劳性能。一般热作模具钢（凡回火温度在550-650℃的合金工具钢）都可在淬火、回火后在低于回火温度的温度区内进行渗氮；一般碳钢和低合金钢在制作塑料模具时可以在调质后的回火温度下渗氮；一些特殊要求的冷作模具也可以在气体渗氮后再进行淬火、回火热处理。 但是由于种种原因，模具气体氮化后会出现渗氮层硬度低、渗氮层浅、渗氮层硬度不均匀、渗氮后模具表面有氧化色、渗氮层不致密、渗氮层脆性大、渗氮模具变形、模具表面出现网状和针状氮化物等缺陷，严重影响了模具使用寿命。 因此研究模具渗氮层缺陷，分析其产生的原因，探讨减少和防止气体渗氮缺陷产生的工艺措施，对提高模具的产品质量，延长模具使用寿命具有十分重要的意义。 一、模具渗氮层硬度偏低 模具渗氮层硬度偏低将会降低模具的耐磨性能，并减少模具的使用寿命。 1.模具渗氮层硬度偏低的原因 （1）模具钢成分不符，模具预先调质处理硬度过低。 （2）模具气体渗氮前未除掉其表面的油污、脱碳层和氧化皮。 （3）渗氮炉密封不良、漏气或初用新的未经渗氮的渗氮罐及工夹具。 （4）渗氮时炉温偏高或者在渗氮第一阶段的)*’分解率过高，即炉内氮气氛过低。 2.对策 （1）严格材料入库检验，化学成分应符合渗氮钢标准。 （2）在模具预先调质处理时，要适当降低淬火后的回火温度，提高模具的基体硬度。 （3）模具加工时应去除原材料脱碳层和氧化皮；模具渗氮前应除净表面油污或锈迹，或进行喷砂处理。 （4）渗氮炉要密封，漏气的渗氮罐应及时更换，新渗氮罐要进行预渗氮，炉罐和夹具使用%%!%&炉次应退氮一次。 （5）模具装炉后应缓慢加热，在渗氮第一阶段应适当加大氨流量以便适当降低氨分解率。