WC-Co(Cr)中间层扩散行为对钢基CVD金刚石涂层结合强度的影响
批准号:
51301211
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
魏秋平
依托单位:
学科分类:
E0103.金属材料使役行为与表面工程
结题年份:
2016
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
马莉、王一佳、阳泰民、张雄伟、罗嘉祺
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中文摘要
我国是切削工具、成型模具等动摩擦件的消耗大国。钢件表面附上一层高硬、耐磨、抗腐的金刚石,可发挥各自优势,获得优异的综合性能。目前国内外在改善金刚石涂层的结合强度方面,还仅限于中间层种类的尝试,关于中间层扩散行为对该复合材料成分组织和结合强度的影响仍缺乏系统研究。本项目提出采用WC-Co(Cr)金属陶瓷作为中间层,通过分析CVD过程中间层及相邻界面处C、Fe、Co、Cr等元素的扩散行为,结合计算模拟,建立CVD参数、中间层(成分、厚度、晶粒尺寸)与复合材料(成分组织、力学性能、结合强度)之间内在联系,揭示中间层扩散行为对钢基CVD金刚石涂层材料的成分组织和结合强度的调控机理,达到通过中间层优化实现钢件与金刚石在力学性能和热膨胀系数上良好过渡的目的,为设计综合性能优异的钢基CVD金刚石涂层材料提供实验与理论依据,同时也为使用中、高温CVD技术设计其他陶瓷类涂层提供指导。
英文摘要
China has large consumption of cutting tool, mold and other dynamic friction pieces. Diamond coating is ideal for wear-resistant components and machining applications because its extraordinary properties such as high hardness, wear-resistance and anti-corrosion. Current research mainly focused on how to improve adhersion of diamond coating on steel substrate. Nevertheless, lack of literature reported diffusion behavior of the interlayer, which plays a critical role in determining the adhesion of diamond coating. This project will focus on evolution of interlayer during CVD process and its effects on diamond growth on steel substrate. Adopting WC-Co(Cr) as interlayer, the diffusion and reaction mechanism of C, W, Fe, Co, Cr at the interface is analyzed. In order to prepare Dia/WC-Co(Cr)/steel composite material with good adhesion and low surface roughness, the composition and structure of interlayer will be adjusted to match the mechanical properties and thermal expansion coefficient of steel and diamond. Using various methods to characterize the content, composition and mechanical performance of each layer, connections are built between the structure of interlayer and mechanical properties of diamond-steel composite material. The significance of this project is to propose a novel and effective preparation method for diamond coating on steel substrates with good adhesion and low surface roughness. This idea can be extended to other types of ceramic coating prepared by mid- or high-temperature CVD technology.
我国是切削工具、成型模具等动摩擦件的消耗大国。钢件表面附上一层高硬、耐磨、抗腐的金刚石,可发挥各自优势,获得优异的综合性能。目前国内外在改善金刚石涂层的结合强度方面,还仅限于中间层种类的尝试,关于中间层扩散行为对该复合材料成分组织和结合强度的影响仍缺乏系统研究。本项目采用WC-Co(Cr)金属陶瓷作为中间层,通过分析CVD过程中间层及相邻界面处C、Fe、Co、Cr、Ni等元素的扩散行为,结合计算模拟,建立CVD参数、中间层(成分、厚度、晶粒尺寸)与复合材料(成分组织、力学性能、结合强度)之间内在联系,揭示中间层扩散行为对钢基CVD金刚石涂层材料的成分组织和结合强度的调控机理,达到通过中间层优化实现钢件与金刚石在力学性能和热膨胀系数上良好过渡的目的,为设计综合性能优异的钢基CVD金刚石涂层材料提供实验与理论依据,同时也为使用中、高温CVD技术设计其他陶瓷类涂层提供指导。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Electrochemical oxidation of biological pretreated and membrane separated landfill leachate concentrates on boron doped diamond
生物预处理膜分离垃圾渗滤液浓缩物对掺硼金刚石的电化学氧化
DOI:--
发表时间:2016
期刊:Applied Surface Science
影响因子:6.7
作者:Wei, Qiuping;Long, HangYu;Xie, Youneng;Wang, Yijia
通讯作者:Wang, Yijia
Microscopic mechanical characteristics analysis of ultranano-crystalline diamond films
超纳米晶金刚石薄膜的微观力学特性分析
DOI:10.1016/s1003-6326(15)63966-8
发表时间:2015-10
期刊:Transactions of Nonferrous Metals Society of China
影响因子:4.5
作者:Li, Jian-guo;Mei, Jun;Yu, Zhi-ming;Wei, Qui-ping
通讯作者:Wei, Qui-ping
Enhanced selectivity of boron doped diamond electrodes for the detection of dopamine and ascorbic acid by increasing the film thickness
通过增加膜厚度增强硼掺杂金刚石电极检测多巴胺和抗坏血酸的选择性
DOI:10.1016/j.apsusc.2016.08.158
发表时间:2016-12-30
期刊:APPLIED SURFACE SCIENCE
影响因子:6.7
作者:Qi, Yao;Long, Hangyu;Meng, Lingcong
通讯作者:Meng, Lingcong
DOI:10.1016/s1003-6326(15)63762-1
发表时间:2015-05
期刊:Transactions of Nonferrous Metals Society of China
影响因子:4.5
作者:Qiu-ping WEI;Li MA;Jun YE;Zhi-ming YU
通讯作者:Zhi-ming YU
DOI:10.1016/j.jmbbm.2016.06.018
发表时间:2016-10
期刊:Journal of the mechanical behavior of biomedical materials
影响因子:3.9
作者:Youneng Xie;Jing Zhou;Qiu-ping Wei;Zhiming Yu;Hao Luo;Bo Zhou;Zhangui Tang
通讯作者:Youneng Xie;Jing Zhou;Qiu-ping Wei;Zhiming Yu;Hao Luo;Bo Zhou;Zhangui Tang
颗粒BDD基三维电化学反应系统的构建及其协同响应机制
- 批准号:2025JJ50328
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2025
- 负责人:魏秋平
- 依托单位:
金刚石/铜复合材料热膨胀与热传导的协同优化机理研究
- 批准号:52071345
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:魏秋平
- 依托单位:
掺硼金刚石泡沫电极的宏微观结构调控及其电化学性能研究
- 批准号:2019JJ40375
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:魏秋平
- 依托单位:
国内基金
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