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第1篇2023年，金刚石行业在全球范围内经历了深刻的变化和发展。
作为重要的超硬材料，金刚石在工业制造、科研创新、航空航天等多个领域发挥着不可替代的作用。
以下是金刚石行业2023年度的总结：一、行业整体发展1. 产能扩张：2023年，全球金刚石产能持续扩张，主要产出国如俄罗斯、南非、中国等均加大了金刚石矿山的投资和开发力度。
我国金刚石产量继续保持全球领先地位，占据了全球总产量的90%以上。
2. 技术创新：金刚石行业在技术创新方面取得了显著成果。
我国在培育钻石、金刚石微粉等领域取得了重要突破，产品品质不断提升，市场竞争力逐渐增强。
3. 应用领域拓展：金刚石在光伏、半导体、航空航天等领域的应用不断拓展，市场需求持续增长。
特别是在光伏产业，金刚石线作为核心材料，对提高光伏电池效率具有重要意义。
二、主要企业动态1. 力量钻石：作为我国人造金刚石行业的代表企业之一，力量钻石在2023年积极推进新产能建设，产量快速增长。
公司在技术研发、品牌效应和市场占有率等方面取得显著成绩。
2. 岱勒新材：岱勒新材专注于金刚石线研发、生产和销售，其产品在光伏、蓝宝石等领域应用广泛。
2023年，公司营业收入主要来自太阳能光伏行业，其次为蓝宝石应用领域。
3. 奔朗新材：奔朗新材是一家金刚石工具研发、生产和销售的高新技术企业。
公司在金刚石工具、稀土永磁元器件和碳化硅工具等领域拥有较强的技术研发能力。
4. 美畅股份：美畅股份在金刚石线领域处于行业领先地位，2023年业绩增长得益于光伏新增装机容量增长。
公司在钢丝细线化方面取得重要突破，进一步提升产品竞争力。
5. 黄河旋风：黄河旋风主要从事超硬材料及其制品的研发、生产和销售。
公司在2023年注重调整产能、满足客户需求、降低经营风险，同时加强内部控制和风险管理。
三、未来展望1. 市场需求持续增长：随着金刚石在各个领域的应用不断拓展，市场需求将持续增长。
2. 技术创新推动行业升级：金刚石行业将继续加大技术创新力度，提高产品品质和竞争力。
金刚石复合片PCD的性能检测及发展趋势金刚石复合片PCD（Polycrystalline Diamond）是一种具有高硬度、高热导率和高耐磨性的合成材料，广泛用于高精度和高质量的切削加工领域。
本文将对金刚石复合片PCD的性能检测和发展趋势进行详细的阐述。
一、性能检测2.密度检测：金刚石复合片PCD具有较高的密度，通常在3.5g/cm³以上。
可以通过称重法或者浸水法对其密度进行测定。
3.抗弯强度检测：金刚石复合片PCD的抗弯强度也是一个重要的性能指标。
可以通过三点或四点弯曲测试机对其抗弯强度进行测量。
4.磨损性能检测：金刚石复合片PCD在切削加工过程中主要面临的问题就是磨损。
可以通过模拟实际工件切削测试或者磨损试验机对其磨损性能进行评估。
5.热导率检测：金刚石复合片PCD的热导率非常高，可以达到2000W/(m·K)以上。
可以通过热导率测定仪对其热导率进行测试。
二、发展趋势1.材料改性：目前，金刚石复合片PCD的研究主要集中在提高其抗磨性能和切削性能。
通过掺杂、纳米颗粒增强等方法对其材料进行改性，以提高其综合性能。
2.研磨技术改进：金刚石复合片PCD的制备过程中，研磨技术是一个关键环节。
随着研磨技术的不断发展，可以实现对金刚石复合片PCD的精确控制，从而使其性能更加稳定、优化。
3.复合材料结构优化：金刚石复合片PCD一般由金刚石微粒和金属基体组成，目前，研究人员正在探索更合理的复合材料结构，以提高其整体性能。
4.加工技术创新：随着切削加工领域的不断发展，对金刚石复合片PCD的要求也越来越高。
因此，需要不断创新加工工艺，以适应更多、更复杂的切削应用。
5.应用领域的拓展：金刚石复合片PCD目前主要应用于汽车、航空航天等高精度加工领域，但随着技术的不断进步，其应用领域还将不断拓展，如医疗器械、电子设备等领域。
总之，金刚石复合片PCD是一种具有广泛应用前景的合成材料，虽然其性能已经相对成熟，但在材料改性、精细加工等方面仍有进一步的提高空间。
金刚石复合片的性能检测金刚石复合片的性能检测000金刚石复合片(polycrystalline diamondcompact PDC)作为一种新型复合材料，其发展历史仅有十几年，但其应用范围已发展到各行各业，广泛地应用于地质钻探、非铁金属及合金、硬质合金、石墨、塑料、橡胶、陶瓷和木材等材料的切削加工等领域。
它的表层为金刚石粒度不同的粉末烧结而成的多晶金刚石，具有极高的硬度、耐磨性和较长的工作寿命;底层一般为钨钴类硬质合金，它具有较好的韧性，为表层聚晶金刚石提供良好的支撑，且容易通过钎焊焊接到各种工具上。
目前国内外一般都采用超高压高温烧结的方法制造聚晶金刚石-硬质合金复合片。
由于它的使用范围扩大，对其性能的要求提高，因而相应的性能检测方法也经过了一个快速的发展过程，在检测的准确性和有效性方面都趋于成熟。
1金刚石复合片的性能金刚石复合片之所以应用如此广泛，主要是因为其具有其他材料无与伦比的优越的性能。
(1)高的硬度和耐磨性(磨耗比)。
复合片的硬度高达10 000 HV左右，是目前世界上人造物质中最硬的材料，比硬质合金及工程陶瓷的硬度高得多。
由于硬度极高，并且各向同性，因而具有极佳的耐磨性。
一般通过磨耗比来反映复合片的耐磨性，在20世纪80~90年代中期，复合片磨耗比为4~6万(国外为8~12万); 20世纪90年代中期至现在，复合片的磨耗比为8~30万(国外10~50万)。
(2)热稳定性。
复合片的热稳定性确定了其使用范围，复合片的热稳定性[2]即为耐热性，与其强度和磨耗比一样，是衡量PDC质量的重要性能指标之一。
耐热稳定性是指在大气环境(有氧气存在)下加热到一定的温度，冷却以后聚晶层化学性能的稳定性(金刚石墨化的程度)、宏观力学性能的变化和对复合层界面结合牢固程度的影响。
热稳定性的变化在750℃烧结以后，国内部分厂家产品表现为磨耗比上升5% ~20%，抗冲击韧性变化不大，部分厂家产品磨耗比下降，抗冲击性能下降，这与各个单位所采用的配方和工艺不同有关，国外复合片的磨耗比和抗冲击韧性烧结前后变化不大。
2024年金刚石市场前景分析概述本文对金刚石市场的前景进行深入分析，包括市场规模、发展趋势、竞争态势等方面的内容，旨在帮助读者了解金刚石市场的潜力和机遇。
市场规模金刚石作为一种高硬度、高热导率、高耐磨性的材料，在工业领域有广泛的应用。
根据市场研究机构的数据显示，金刚石市场从2017年到2021年的年均增长率约为6%，市场规模逐渐扩大。
金刚石市场主要分为人造金刚石和天然金刚石两大板块。
目前，人造金刚石市场占据主导地位，占据金刚石市场总体份额的70%以上。
随着技术的进步和工艺的不断改进，人造金刚石的品质不断提高，对于一些特定领域的需求将进一步增长。
发展趋势技术创新驱动市场增长随着科技的发展，金刚石的制备技术也在不断创新，为金刚石市场的增长提供了有力支持。
目前，纳米金刚石、单晶金刚石、多晶金刚石等新型金刚石材料得到广泛应用，为金刚石市场带来了新的增长点。
应用领域不断拓展金刚石在工业、电子、建筑、医疗等领域有广泛的应用。
随着各行各业对高性能材料的需求不断增加，金刚石市场的应用领域也在不断拓展。
尤其是在电子行业和汽车行业，金刚石材料的应用增长迅猛，将为金刚石市场带来新的发展机遇。
区域市场发展不平衡金刚石市场的发展在全球范围内存在一定的不平衡性。
目前，北美地区和欧洲地区是金刚石市场的主要消费地区，占据了全球市场份额的较大比例。
而亚太地区和中东地区的金刚石市场发展相对滞后。
随着亚太地区经济的不断发展和工业结构的调整，金刚石市场在这些地区的潜力逐渐释放。
竞争态势金刚石市场竞争激烈，主要厂商包括De Beers、Element Six、Saint Gobain等知名金刚石生产商。
这些公司通过技术创新、品牌建设和市场定位等手段来提高市场份额。
此外，一些新兴厂商也在不断涌现，加剧了市场的竞争。
结论综上所述，金刚石市场在技术创新、应用拓展和市场需求推动下呈现出良好的发展态势。
尽管市场竞争激烈，但金刚石市场仍然存在巨大的潜力和机遇。
金刚石复合片的现状及新的应用范围赵尔信【摘要】国产金刚石复合片的水平已有大幅度提高，但与国外复合片相比，仍有差距，主要是复合片热性能较差，为此采用有效技术措施，进行脱钴技术的研究。
为充分发挥复合片的性能，研究一种复合片与牙轮的组合式钻头，已在页岩气钻进中发挥了显著的作用。
%The standard of domestic diamond compact has been substantially improved. But it is still not as good as that of the other countries.The main weakness of our product is the poor thermal properties.In order to solve this problem,the research of cobalt-elim-ination technology has been conducted through effective technical measures.To bring the performance of the diamond compact into full play,a type of integral drill bit which com-bines diamond compact and roller cone has been under research and it has been playing a remarkable role in shale gas drilling.【期刊名称】《超硬材料工程》【年(卷),期】2016(028)002【总页数】4页(P50-53)【关键词】金刚石复合片;组合式钻头;齿状复合片【作者】赵尔信【作者单位】北京探矿工程研究所，北京 100083【正文语种】中文【中图分类】TQ164我国金刚石复合片产业取得了突飞猛进的发展,可以说是世界上的生产大国,基本上能满足国内油气田和地质勘探的需求,但尚存在一些问题,特别是对金刚石复合片的热性能仍研究不深,致使复合片仅限用于软——中硬地层,要扩大其应用范围,应研究提高复合片的抗热性能以及改变复合片的结构,更为有效的是研究复合片和牙轮钻头的组合,可使复合片应用于复杂地层,拓展复合片的应用领域。
2024年聚晶金刚石复合片市场分析现状1. 引言聚晶金刚石复合片是一种具有高硬度、高耐磨性和高导热性能的新材料。
该材料由金刚石微粉和金属粉末复合制备而成。
在工业领域，聚晶金刚石复合片广泛用于切割、磨削和打磨等工艺中。
本文将对聚晶金刚石复合片市场进行分析，了解其现状和未来发展趋势。
2. 市场规模及增长趋势聚晶金刚石复合片市场自20世纪90年代起快速发展。
目前，全球聚晶金刚石复合片市场规模已达到数十亿美元。
预计在未来几年内，市场规模将继续增长。
主要驱动因素包括工业发展需求的增加、技术进步和市场竞争的推动。
3. 市场应用领域聚晶金刚石复合片在多个领域有广泛应用。
主要应用领域包括：3.1 机械制造在机械制造领域，聚晶金刚石复合片用于加工和制造高硬度材料的零件。
例如，在汽车制造中，聚晶金刚石复合片可用于切削和磨削引擎零件。
3.2 石油工业聚晶金刚石复合片在石油工业中有广泛应用。
它可用于钻井和修井工艺，提高工作效率和耐磨性。
3.3 电子制造在电子制造领域，聚晶金刚石复合片可用于制造半导体器件和磁头等关键部件。
其高导热性能能有效地散发热量，提高电子产品的性能。
4. 市场竞争格局目前，全球聚晶金刚石复合片市场竞争激烈。
主要的市场参与者包括聚晶金刚石复合片制造商、金刚石微粉提供商和金属粉末供应商。
这些公司通过技术创新、产品质量和价格竞争等方面来争夺市场份额。
5. 发展趋势未来，聚晶金刚石复合片市场将呈现以下发展趋势：5.1 技术创新随着科技的进步，新的制备技术将不断涌现，以提高聚晶金刚石复合片的性能和质量。
5.2 市场需求多样化随着各行业对材料性能要求的不断提高，市场对聚晶金刚石复合片的需求将逐渐多样化。
不同领域的需求将推动市场的进一步发展。
5.3 区域市场的增长在发展中国家和新兴经济体，对聚晶金刚石复合片的需求不断增长。
这些地区的市场潜力巨大，将成为未来市场增长的主要驱动力。
6. 结论聚晶金刚石复合片市场具有广阔的发展前景。
2023年聚晶金刚石复合片行业市场发展现状聚晶金刚石复合片（Polycrystalline diamond composite, PDC）是一种用于石油钻井和采矿等行业的新型切削工具材料。
它由金刚石和金属基体组成，金刚石层通过高温高压技术粘接在金属基体上。
在钻井和采矿中，常用的钻头和钻具往往需要不断地进行更换和维修，而聚晶金刚石复合片的出现，可以有效地提高其耐磨性和耐腐蚀性，从而降低维修和更换成本，具有广泛的应用前景。
目前，全球聚晶金刚石复合片市场规模不断扩大，市场需求不断增长。
主要的应用领域包括石油钻井、煤矿采矿、非金属矿采矿等行业。
其中，石油钻井是聚晶金刚石复合片最大的应用领域，其对切削工具的需求量占据了全球的市场份额。
从市场份额来看，北美地区是全球最大的聚晶金刚石复合片市场，其市场份额占全球市场的40%，主要原因是该地区的石油和天然气资源开发处于世界前列，需求量巨大。
欧洲和亚洲市场份额分别占23%和22%。
亚洲市场增长最快，其中中国的聚晶金刚石复合片市场规模也在逐渐扩大。
预计到2026年，全球聚晶金刚石复合片市场规模将达到74亿美元，年复合增长率为5.3%。
发展趋势上，聚晶金刚石复合片行业正呈现出技术不断更新和创新的趋势。
研发人员致力于提高聚晶金刚石复合片的切削效率，降低生产成本，并将其应用于新的领域。
例如，目前已经研制出了用于钻取地下超深油气管道的超长聚晶金刚石复合片，其长度可以达到1米以上。
此外，人工智能技术也在逐渐应用到聚晶金刚石复合片行业中，用于提高技术创新和生产效率。
总的来说，聚晶金刚石复合片市场发展势头良好，具有广阔的市场空间和应用前景。
未来随着技术的不断进步，该产品将能够应用到更广泛的领域，并带动整个行业更加快速的发展。
2023年CVD金刚石行业市场发展现状CVD金刚石（Chemical Vapor Deposition）被视为是晶体金刚石的一种新技术，具有制备工艺简单、成本低、性能优异等优点，近年来在工业领域得到广泛应用。
本文将从CVD金刚石的制备工艺、行业应用、市场前景等方面进行详细阐述。
一、CVD金刚石制备工艺CVD金刚石制备是通过在高温高压下，使含有金刚烷等气体的反应气体降解成纯碳原子，并在金属衬底表面上部分氧化，然后在其表面上生长出极具钻石结构的薄膜。
CVD金刚石制备流程如下：（1）选择合适的金属衬底，一般采用钨、钼等金属。
（2）制备CVD反应气体，一般采用甲烷、氢气、氮气等混合气体。
（3）将金属衬底置于高温高压下，反应气体在金属表面降解成纯碳原子，并在金属表面上部分氧化。
（4）在金属表面上生长出DLC（钻石样薄膜）层，DLC层不断生长最终形成金刚石薄膜。
二、CVD金刚石行业应用随着CVD金刚石技术的发展，其在工业领域中的应用越来越广泛，主要体现在以下几个方面：（1）超硬材料切削工具：CVD金刚石与PCBN是硬质材料中的代表，CVD金刚石切削刃丝锯材料的切削效果要比普通硬质材料刀具好很多，而且寿命长，可以取代铜、铝等的制品，以及是飞机上的涡轮叶片、箍紧件、齿轮、轴承和滑动面的最佳选材。
（2）陶瓷切削刃：CVD金刚石可最大限度地发挥硬度高的优势，可直接取代钨钼合金切削刃，使用寿命增长5倍以上，使用效果显著。
（3）石材加工：CVD金刚石可直接应用于石材切割中，且生产速度快，切削过程中石材变化小，成品石材质优价廉，广泛应用于石材加工领域。
（4）检测仪器摩擦副：CVD金刚石表面平坦、无毛刺、无瑕疵，可以用于制造检测仪器的摩擦副，具有良好的硬度和抗磨损性能，使用寿命长，耐腐蚀性能好等特点。
三、CVD金刚石市场前景CVD金刚石发展过程中面临的主要问题是提高金刚石的质量和稳定性，并减少成本。
如果CVD金刚石质量达到天然金刚石的水平，且成本显著降低，将具有广阔的市场前景。
2023年聚晶金刚石复合片行业市场分析现状聚晶金刚石复合片是一种较新型的超硬材料，以金属基底和人造聚晶金刚石薄膜组成。
它具有金属的强度和人造聚晶金刚石的硬度，可以用于切割、磨削、磨光等各种工业加工领域。
本文将对聚晶金刚石复合片行业的市场分析现状进行分析，内容包括市场规模、供需关系、竞争格局和发展趋势等方面。
首先，聚晶金刚石复合片行业的市场规模正在迅速扩大。
随着工业技术的发展和工业生产的需求增加，对于高效、耐磨的工具材料的需求也在增加。
聚晶金刚石复合片正是一种满足这种需求的新型材料，因此市场需求量呈现出较快的增长态势。
据统计，聚晶金刚石复合片的年销售额已经超过10亿元，并且还在不断增长。
其次，聚晶金刚石复合片行业的供需关系相对紧张。
目前市场上的聚晶金刚石复合片供应量尚不能满足市场需求的增长速度，导致供需矛盾加剧。
特别是在一些高端领域，如航空航天、国防军工等，对聚晶金刚石复合片的需求量更为旺盛。
因此，提高生产能力和扩大产能规模成为行业发展的重点。
再次，聚晶金刚石复合片行业的竞争格局逐渐形成。
随着行业规模的增大，越来越多的企业进入到这个领域竞争。
目前聚晶金刚石复合片行业中主要的竞争企业包括国内外的知名金刚石材料企业，如中国恩菲、苏州金工仪器、德国额尔克等。
随着技术的不断创新，产品质量的提升和成本的降低成为企业竞争的关键。
那些能够适应市场需求、提供高质量产品并且具备较低价格的企业有望在竞争中取得优势。
最后，聚晶金刚石复合片行业的发展趋势值得关注。
一方面，随着技术的进步，聚晶金刚石复合片的性能将不断提高，应用领域将进一步扩大。
另一方面，随着行业市场规模的扩大，企业间的竞争将越来越激烈，行业整合和重组的趋势将逐渐明显。
此外，聚晶金刚石复合片的国际市场也将逐步打开，国内企业需要加大国际市场的开拓力度。
综上所述，聚晶金刚石复合片行业市场分析现状表明，市场规模大、供需关系紧张、竞争格局逐渐形成，同时行业发展趋势向好，机遇和挑战并存。
2022年金刚石行业发展环境、市场现状、产业链、竞争格局及发展趋势分析2022年金刚石行业发展环境、市场现状、产业链、竞争格局及发展趋势分析一、金刚石行业概述金刚石俗称钻石，由碳元素组成，是一种纯炭矿物。
金刚石是自然界中最坚硬的物质，是无定形碳、石墨、碳纤维、富勒烯、碳纳米管、石墨烯的等材料的同素异形体。
根据形成条件不同，金刚石可分为天然金刚石和人造金刚石。
二者的外观、物理性质和化学性质完全相同，区别在于实验室制成的金刚石通常颗粒小、造价低，价格为天然金刚石的十分之一。
天然金刚石采掘成本高、储量小，加之其不可再生性，无法广泛应用于工业生产。
因此，本文金刚石皆指代人造金刚石。
金刚石常根据其含氮量及光谱特征分类，分为I型和II型两大类，进一步细分为Ia、Ib型和IIa、IIb型。
由于金刚石的颜色受控于晶体内部的杂质元素以及晶格缺陷，金刚石的类型往往与颜色密切相关，例如天然的Ia型金刚石通常为无色，棕色，粉色或者紫罗兰色；天然的Ib型金刚石通常为棕色，黄色或者橙色；天然的IIb型金刚石通常为天蓝色。
金刚石的分类中国金刚石行业起步较晚，行业发展速度较快。
目前中国金刚石制造设备科技含量、金刚石里克拉数及金刚石价格在全球具有竞争优势。
中国金刚石行业发展至今主要经历了探索发展阶段、稳定发展阶段、快速发展阶段和高速发展阶段。
中国金刚石行业发展历程二、金刚石行业发展环境1、政策环境：政策护航金刚石行业前景广阔金刚石行业是超硬材料行业的重要组成部分，是国家政策支持和鼓励的战略性新兴产业中的“新型功能材料产业”。
近年来，在国家一系列行之有效的政策支持下，我国超硬材料取得了令人瞩目的成绩，后疫情时代，金刚石、培育钻石等超硬材料经济反弹强劲，科技创新水平再创新高，在半导体等领域的超精密加工环节取得了长足进步。
金刚石行业相关政策2、技术环境：HTHP法和CVD法技术互补，协同发展人造金刚石主要有高温高压法(HTHP)和化学气相沉积法(CVD)两大类生产方法，目前国内人造金刚石产品生产主要采用高温高压法(HTHP)，两种技术形成了优势互补、协同发展的良性局面。
金刚石复合片的性能检测及发展趋势发布时间：2009-5-9金刚石复合片(polycrystalline diamondcompact PDC)作为一种新型复合材料,其发展历史仅有十几年,但其应用范围已发展到各行各业,广泛地应用于地质钻探、非铁金属及合金、硬质合金、石墨、塑料、橡胶、陶瓷和木材等材料的切削加工等领域。
它的表层为金刚石粒度不同的粉末烧结而成的多晶金刚石,具有极高的硬度、耐磨性和较长的工作寿命;底层一般为钨钴类硬质合金,它具有较好的韧性,为表层聚晶金刚石提供良好的支撑,且容易通过钎焊焊接到各种工具上。
目前国内外一般都采用超高压高温烧结的方法制造聚晶金刚石-硬质合金复合片。
由于它的使用范围扩大,对其性能的要求提高,因而相应的性能检测方法也经过了一个快速的发展过程,在检测的准确性和有效性方面都趋于成熟。
1金刚石复合片的性能金刚石复合片之所以应用如此广泛,主要是因为其具有其他材料无与伦比的优越的性能。
(1)高的硬度和耐磨性(磨耗比)。
复合片的硬度高达10 000 HV左右,是目前世界上人造物质中最硬的材料,比硬质合金及工程陶瓷的硬度高得多。
由于硬度极高,并且各向同性,因而具有极佳的耐磨性。
一般通过磨耗比来反映复合片的耐磨性,在20世纪80~90年代中期,复合片磨耗比为4~6万(国外为8~12万); 20世纪90年代中期至现在,复合片的磨耗比为8~30万(国外10~50万)。
(2)热稳定性。
复合片的热稳定性确定了其使用范围,复合片的热稳定性[2]即为耐热性,与其强度和磨耗比一样,是衡量PDC质量的重要性能指标之一。
耐热稳定性是指在大气环境(有氧气存在)下加热到一定的温度,冷却以后聚晶层化学性能的稳定性(金刚石墨化的程度)、宏观力学性能的变化和对复合层界面结合牢固程度的影响。
热稳定性的变化在750℃烧结以后,国内部分厂家产品表现为磨耗比上升5% ~20%,抗冲击韧性变化不大,部分厂家产品磨耗比下降,抗冲击性能下降,这与各个单位所采用的配方和工艺不同有关,国外复合片的磨耗比和抗冲击韧性烧结前后变化不大。
(3)抗冲击韧性。
PDC作为切削工具,被广泛地应用于油气钻井作业中。
在钻井过程中,由于轴向力和水平切削力的联合作用、钻具与孔壁的摩擦、钻杆柱的弯曲、孔底不平及残留岩粉、钻机振动等因素的影响,使得钻头上的PDC受到极大的冲击力。
PDC抗冲击性能反映了复合片的韧性和粘结强度,是一综合性指标,也是决定其使用效果好坏的关键所在。
在20世纪80~90年代中期,复合片的抗冲击韧性为100~200 J(国外为200~300 J); 20世纪90年代中期至现在,抗冲击韧性为200~400 J(国外大于400 J)。
2复合片的性能检测方法2.1耐磨性复合片的耐磨性一般是通过磨耗比这个指标来衡量的,但迄今为止国际上也没有制定统一的测试标准,几个主要的PDC生产国均有其自己的测试方法。
美国的GE公司采用的方法是用PDC来车削一种结构均匀的花岗岩棒,切削速度为180 m/min,切深为1 mm,进给量为0. 28 mm/r。
车削时用测力计测PDC的受力大小。
车削一定数量的花岗岩后,观察PDC的磨损量。
磨损量是用投影显微镜测量被磨损部位的长宽尺寸,然后用计算机算出其体积,进行比较。
英国De Beers公司的方法与GE公司类似。
前苏联对PDC耐磨性的测定是用PDC来刨削指定地区采来的石英砂岩。
石英砂岩采自顿涅茨地区托列兹露采厂,尺寸为500 mm×300 mm×250 mm。
PDC固定在牛头刨床的刀具上,测试时,切削速度为0. 55m/s,切深为0. 5mm,横向进给量为2. 8m/行程,每片PDC样品检测的切削长度为501 m。
PDC磨耗值为其金刚石层磨损面中心部分的线高度(用工具显微镜测量,误差为0.03mm)。
这2种方法各有优点:用砂轮可统一规范标准,即使不能完全规范标准,也相差不大,且能通过计算求出较准确的磨削值。
用花岗岩更加符合应用范畴。
但它们的缺点也是很明显的:只对复合片局部测试,不能判断整个复合片的质量;只能判断复合片的耐磨性能优劣,不能找到磨耗比大小的原因,是一种破坏性实验。
国内通过6面顶合成出来的复合片一开始是采用工具磨床进行磨耗比测定,但误差甚大。
郑州磨料所和桂林金刚石厂首先提出要研制专用仪器,后由桂林金刚石厂陈朝华和彭为云等研制设备,郑州磨料所汪荣华、黄祥芬,桂林金刚石厂方啸虎等进行测试方法和标准的研究,得到了现在普遍使用的磨耗比测定仪和测定方法。
这种检测方法自动化程度高、检测效率高,且可大大降低劳动强度。
目前还有一种测试方法,主要是通过XRD、Raman光谱法及SEM等对复合片进行综合测试,这几种方法综合使用可对复合片金刚石层的耐磨性能做出准确的判断,不仅可判断复合片质量的优劣,还能给出复合片金刚石层耐磨性能优劣的原因及改进方法,这种方法还未普遍使用。
2.2热稳定性由于复合片受热后,其使用性能会受到很大影响,因此很自然地从受热前后复合片性能地改变来研究其热稳定性。
目前,测量加热后复合片性能改变量成为测定其热稳定性的主要手段。
目前,在世界范围内,测定复合片耐热性的测试方法主要有如下3种:(1)英国DeBeers公司是将其置于空气中用马弗炉加热,同时将其置于还原气氛( 95%H2+5%N2)中用还原炉加热至某一温度,并保持一段时间,然后测定其失重、耐磨性、石墨化程度和抗冲击性能;(2)英国DeBeers公司还有用热重-差热分析仪(DSC-DTA ),并配以高温显微镜,来测定其初始氧化温度,以此来确定氧化度和耐热性;(3)美国GE公司是将加热过的烧结体,用扫描电镜作断口分析及车削试验,切削速度为107~168 m/min,进给量为0. 13 mm/r。
国内的测试方法大多类似于方法(2),采用差热-热重法[8]。
主要是用差热-热重曲线来分析温度点,以此来确定复合片的氧化温度和石墨化温度等。
而且目前测试复合片热稳定性时所采用的加热方式多是炉中加热。
2.3抗冲击性能检测方法由于复合片自身结构的特点,以及在实际使用过程中的受破坏方式,使得复合片一般都是受冲击破坏而失效,因此抗冲击性能也是衡量复合片质量优劣的一项重要指标。
对其重视程度也越来越高,抗冲击性能的检测方法也在不断提高。
2. 3. 1高速运动颗粒冲蚀法(1)基本原理。
用硅粉或玻璃粉作为抛射材料,利用电容放电原理使这些粒子获得动能,进而形成高速粒子流,冲击被测试样品的表面,使其产生侵蚀破坏,测得试样受冲击前后的质量损失,根据试验所采用喷射物的种类、粒子流的速度及质量损失比曲线,作为其抗冲击性能的标准指标。
(2)测试用仪器。
高能电容器组、发射装置、高速分副测速相机及抛射体。
(3)缺点。
对设备的要求较高,不易推广应用。
(4)实际使用。
主要是美国GE公司用来测定其产品的抗冲击性能。
2. 3. 2PDC车削带槽花岗岩棒转撞击法(1)基本原理。
先将PDC制成车刀,以一定的转速和进给力横切带轴向沟槽的花岗岩棒,以车刀发生崩刃、分层或破碎时所经受的冲击次数作为其抗冲击性能指标。
(2)缺点。
很难找到各项性能指标完全相同的花岗岩棒,使测试结果的可信度大大降低;另外测试时还必须将PDC焊在刀架上,比较麻烦。
(3)实际使用。
英国De Beers公司采用硅铝合金做材料,制成圆形的工件,工件上每180度间隔有一V形槽,检测时采用100 mm/min的切削速度,单次切削深度为1 mm。
以试样失效时所经过V形槽的次数作为测试指标,来比较PDC的抗冲击性能和粘结质量。
2. 3. 3重砣冲击法(1)基本原理。
重砣冲击是在吊线冲击架上进行的,冲击架由一抛光的钢板和液压系统组成。
液压系统可以进行平稳地调节,在试样上产生500~1000 N的轴向压力;重砣可沿拉紧的钢丝移动,动载荷靠不同的重砣产生,其范围在0. 1~500 J。
试验采用的测试参数一般是,轴向压力为1 000 N,单次冲击功为0. 6 J,试验时将试样放于冲击架的钢板上,并通过一直径为20 mm的钢杆向试样施加1 000 N的轴向压力,然后多次抛落冲锤,直至试样完全破坏。
以试样破坏时的抛落次数(冲击总能量)作为衡量PDC抗冲击性能的指标。
(2)缺点。
这种方法测出的是在一定的条件下,试样完全破碎的冲击次数或冲击功,但实际上,PDC切削工具在井下工作时,往往受冲击剪切力而部分或边缘失效,而不是整体破坏,因此这种方法不能很好地模拟PDC 的实际受力状态。
2. 3. 4可变换冲击功落球式冲击法这种方法是赵尔信等人研究出来的,在国内得到了一定程度的应用。
(1)基本原理。
将钢球在一定高度自由落下,钢球的势能转化为动能(冲击能),利用该能量冲击试样进行测试。
测试时,使冲球逐次冲砸PDC的边缘部分(单次冲击能量一般为0. 2 J),以试样表面出现可见裂纹或产生破碎时,得到冲击功值作为衡量其抗冲击性的定量指标,用冲击功表示,单位为焦耳。
(2)缺点。
在原理上是完全可行的,测试误差也能满足要求(<5% ),是一种比较理想的测试方法,但随着PDC制造技术的不断进步, PDC的质量得到了大幅度的提高,测试一个试样往往需要上百次甚至数百次的冲击。
这种方法虽然操作简便,但重复性的工作量太大,另外采用人工记录冲击次数,也是比较繁琐的。
上述这些方法都有其局限性,后来由张祖培等人在1996年研制成功的《DFZY型单晶及复合片冲击破碎能测定仪》[9]在国内受到普遍应用。
这种仪器能很好地模拟PDC在井下工作时的实际受力状态,还能自动完成检测和记录工作。
2.4超声检测金刚石复合片的内部烧结质量问题,即金刚石层与硬质合金层的结合是否牢固,一直是PDC生产厂家和用户备受关注的问题。
作为新型的超硬材料产品,目前国内PDC的产量不断扩大,应用领域越来越宽,对外也开始呈现较大批量的出口。
在此情况下,如何更好地检测PDC的内部质量,生产出质量更可靠的产品,成了摆在PDC生产厂家面前的一个需要解决的新问题。
现在,国内的部分厂家已开始研究寻找解决的方法。
目前在国外检测PDC内部质量时都采用超声波检测方法[10]。
检测原理为:用超声波检测PDC的内部质量,实际上是使用超声波技术进行探伤的过程。
目前使用的超声探伤原理中,脉冲反射法应用最为广泛。
3检测方法发展趋势目前复合片的使用范围越来越广,在实际使用过程中对其各项性能的要求也越来越高,相应的检测方法也要能满足要求。
随着复合片检测方法研究的不断深入,其发展有以下几个趋势:(1)耐磨性。
从复合片的微观结构方面进行其耐磨性的检测,用X射线衍射方法、Raman光谱法及电镜法等[11-12]对复合片进行综合测试。
不仅可以准确测得复合片的耐磨性,更能找出影响其耐磨性的内在原因,提高复合片的耐磨性。
