金刚石复合片是什么

1. 金刚石复合片是什么

答：是一种金刚石和硬质合金基体组成的复合材料，具有硬度高、耐磨性好的特点，广泛应用于石油钻井、地质勘探、煤田钻采钻头上和机械加工工具等行业。 
        国内专业生产金刚石复合片的公司主要有河南亚龙等，通过引进国际先进技术，加强自身技术开发力量培养，采用新型高效触媒以及新工艺，生产的金刚石复合片具有多种齿型结构，界面结合牢固、均匀，有较高的耐磨性、热稳定性和较强的抗冲击韧性等特点。 
当前金刚石复合片发展的方向主要有： 
1、聚晶金刚石层不断加厚，由最初的不足1mm发展到现在的2-4mm，产品的寿命也随之提高。 
2、金刚石晶粒越来越细，耐磨性和抗冲击性综合性能提高。 
3、通过优化工艺或脱Co、增加耐热层等工艺，提高热稳定性。 
4、界面结构的优化，改善界面应力。 
5、产品直径不断加大，提高合成效率。 
6、改善烧结效果，减小性能差异。

2. 金刚石－硬质合金复合片

(一)国产复合片
郑州磨料磨具磨削研究所于1982年研制成功PDC材料，并于1990年开始PDC刀具的工业化生产。与此同期，国内多家公司从美国引进了制造PDC的设备与技术，随后PDC产业迅速发展。目前我国PDC的产量已跃居世界首位。常用的国产复合片型号如表2－10所示。
(二)国外产的复合片
早期生产Stratapax复合片的主要厂家是美国G.E.公司和南非DeReers公司。其聚晶金刚石层用粒径0.3mm的金刚石粉料在温度1400℃和压力6000MPa条件下(添加钴作催化剂)压制而成。Stratapax复合片与天然金刚石的物理力学性质对比如表2－11所示。
表2－10 常用的国产复合片型号及尺寸


表2－11 Strtapax片与天然金刚石的物理机械特性对比


由于金刚石层中有触媒金属，可能导致复合片在加热至1000℃以上时性能下降，在金刚石层中出现径向裂纹，甚至出现与硬质合金衬底分层。而复合片在900～950℃条件下性能基本不发生变化，所以应采用银基低温焊料把它们焊在钻头刚体或胎体上。
表2－11中的相对耐磨性指标以工具切削刃磨损量达0.254mm所需的时间为单位(min)。获得数据的试验条件是在无冷却、线速度2.54m/s、切削深度0.762mm和每转给进量0.127mm条件下切削标准砂轮。由表2－11的数据可看出，Strtapax复合片的耐磨性比硬质合金高100～150倍，与天然金刚石相当。Strtapax片的工作表面硬度几乎是硬质合金的3倍，而是天然金刚石的2/3～1/2。
DeReers公司用于Syndrill型复合片的人造金刚石聚晶与天然金刚石和硬质合金的物理力学特性对比如表2－12所示。复合片中所用的人造金刚石聚晶性能基本与天然金刚石相近，明显高于硬质合金的硬度和抗压强度。由于调整了单晶的方向，使人造聚晶金刚石具有更均匀的硬度，从而提高了其耐磨性。但其抗弯强度明显小于硬质合金，所以抗冲击韧性较差。
表2－12 Syndrill型复合片中聚晶人造金刚石与天然金刚石和硬质合金的性能对比


独联体主要使用两种型号的复合片制造钻头:8×3mm和13.5×3.5mm，其中金刚石层的厚度0.7～0.8mm。
(三)乌克兰在复合片研究方面的进展
1.增大衬底接触面积的效果分析
1985年乌克兰超硬材料研究所即开始生产金刚石复合片。在复合片钻头投入工业应用的初期，发现深孔钻进中复合片钻头的主要损坏形式为:金刚石层的相对耐磨性差使其钻头寿命不长，金刚石层与衬底脱离、焊缝破坏、复合片脱落等。根据2154个复合片的观测结果发现，复合片钻头最主要的损坏形式是金刚石层与衬底脱开，占21%。这时仅靠衬底起切削具的作用，导致钻头的实钻指标迅速下降。
为了提高金刚石层与硬质合金衬底的连接强度，于1987年提出了在衬底上加工凹槽增大接触面积的方法。衬底表面相互垂直的半圆形凹槽如图2－2(a)所示，加工出来的凹槽深0.35mm(图2－2(b))。以直径13.5mm的复合片为例，带棋盘状凹槽的衬底接触面积Ss=175.03mm2，比同直径平衬底的接触面积(Ss=143.14mm2)增大22.3%。
曾制造焊有43片带凹槽衬底复合片的全面钻头用于生产试验，共进尺1158m，未发现金刚石层与衬底脱开的现象。说明该方法增大了金刚石层与衬底的连接强度。

图2－2 带棋盘形凹槽的衬底

同时，在实验室进行了复合片抗剪切试验。在抽样复合片上沿径向切出5块2mm×2mm×3.5mm的平行六面体试样，并在试验台上沿其边界线剪切。在标准复合片和凹槽衬底复合片试样接触面积投影都等于4mm2的条件下，得出的试验结果如表2－13所示。凹槽衬底复合片测得的平均剪切应力比标准复合片提高了30%，而且剪切应力与接触面积的增大成正比。
表2－13 复合片的剪切试验结果


表2－13中的测量值明显高于规定的钻头硬质合金焊接强度要求(cp=270～320MPa)，所以这种带凹槽衬底的复合片在深孔作业中是安全的。
2.复合片的耐磨性测试方法及其实用性
金刚石－硬质合金复合片的耐磨性是一个非常重要的技术指标。钻探经验表明，PDC钻头的使用效果在很大程度上取决于复合片的耐磨性，但迄今为止国际上尚无统一的PDC耐磨性测试标准。
国内主要采用JS－71A型磨耗比测定仪，通过准确测定PDC和砂轮的失重量来确定PDC的磨耗比。这种方法的检测误差较大，主要来源于设备的系统误差、砂轮的硬度偏差和称量误差三个方面。其中，称量误差对磨耗比测试结果的影响最大且不易解决。因为PDC的硬度和耐磨性极高，试验过程中失重很小(多在10－5～10－4g范围内)，而PDC表面常吸附空气中的尘埃，称量时表面吸附尘埃的重量就可能抵消其失重，使得测量失准，甚至因失重为负数而无法算出磨耗比。此外，对称量环境和砝码洁净度，对分析天平精度的严格要求，也使磨耗比检测试验的难度增大。
乌克兰国家科学院超硬材料研究所对PDC的耐磨性进行了系列研究。他们不仅通过与砂轮的磨耗比来了解PDC的耐磨性，更重视PDC复合片与岩石对磨时的磨损高度及磨损面形成的动态过程，通过岩石切削过程中PDC磨损高度、磨损面积与切削路径长度之间的关系来评价PDC的耐磨性。因为后者与钻探生产过程更接近，所以更能反映PDC的实际工作能力。
乌克兰超硬材料研究所曾在2500压机上，用表面镀覆保护层的金刚石原料，在7.7GPa压力、1600～2000℃条件下烧制新型大厚度复合片，其金刚石层厚度为1.7mm。为考察新型复合片的耐磨性，安排了传统复合片与新型复合片的切削(耐磨性)对比试验。试验在用卧式刨床改装的实验台上进行。用复合片去切削500mm×300mm×200mm的平行六面体石英砂岩岩块，岩块的单轴抗压强度极限为140MPa，研磨性为35mg(按前苏联研磨性测试方法)。
试验之前，先用旧复合片把岩块表面处理平整，使其平整度偏差不超过0.1mm。再把试验复合片固定在刨床的刀座上(角度可调)并夹紧，使复合片切削刃的切削前角βc=－10°±0.5°、切削后角αc=10°±0.5°(图2－3)。
切削规程为:切削速度0.55m/s，切削深度0.50mm，每个切削行程后岩块横向位移2.8mm。所有复合片样品都要在岩块上完成50±1m长的切削路径，用误差±0.01mm的显微镜测出磨损面中心部分的实际深度hi(即复合片已磨损掉的高度)及复合片切削刃上的磨损长度li，然后求出复合片磨损面的平均高度hcp作为复合片的初始磨损高度(图2－4)。

图2－3 复合片在刨床上固定示意图


图2－4 复合片磨损面形状示意图

复合片磨损面的平均高度可由下式求得

人造金刚石超硬材料在钻探中的应用

式中:n为复合片的数量;hi为复合片磨损面中心部分的实际磨损高度，mm;k为岩块的研磨性修正系数。
复合片的初磨试验结果示于表2－14。新型复合片的平均磨损高度为0.14mm，而传统复合片(不包括切削刃上有破碎缺口的复合片)为0.28mm。
表2－14 不同型号复合片在初磨阶段的磨损高度


为了测定复合片磨损的动态过程，用磨损高度最小的7号新型复合片和1号传统复合片再做试验。按上述方法在岩块上分别切削不同的路径长度(50±1m、100±1m、150±1m和200±1m)，每次切削后，取下复合片并测定其金刚石层的磨损面积S作为复合片的磨耗性能(图2－4)。复合片磨损面积S(mm2)可按弓形面积公式计算，考虑到岩石的研磨性修正系数k，可写成

人造金刚石超硬材料在钻探中的应用

式中:hi为复合片磨损面中心部分的实际磨损高度，mm;li为复合片切削刃上的实际磨损长度，mm。对于试验用的石英砂岩，岩石研磨性修正系数k=1。
复合片磨损动态过程的测量结果与岩块切削路径的关系示于表2－15。
试验结果表明，金刚石层增厚的新型复合片在岩块切削路径为50±1m条件下的平均磨损高度比传统复合片减少了一半，即新型复合片的初始耐磨性比传统复合片提高了1倍。在切削路径长度200±1m条件下，形成磨损面的速度比传统复合片下降了73%。
表2－15 复合片磨损动态过程的试验结果


总之，乌克兰采用的按实验台复合片切削岩块的磨损高度和面积来评价耐磨性的方法，更接近于孔底岩石破碎过程。而且它测的正是钻头使用者最关心的PDC几何磨耗量，所以更能真实反映复合片在钻进中的寿命。

3. 金刚石复合片的发展方向

当前金刚石复合片发展的方向主要有：1、聚晶金刚石层不断加厚，由最初的不足1mm发展到现在的2-4mm，产品的寿命也随之提高。2、金刚石晶粒越来越细，耐磨性和抗冲击性综合性能提高。3、通过优化工艺或脱Co、增加耐热层等工艺，提高热稳定性。4、界面结构的优化，改善界面应力。5、产品直径不断加大，提高合成效率。6、改善烧结效果，减小性能差异。人造金刚石复合片是超硬材料类，这个超字不具体，范围很广。超硬材料就是洛氏硬度（HR），布氏硬度（HB），维氏硬度（HV）很高的材料。一般的45#刚HR是30-60，最硬的天然金刚石。这个概念涵盖范围很广，高硬度钢、高硬度陶瓷、人造钻石等等都可以算。随着技术的进步，目前行业内研发出了新型金刚石复合片，有屋脊型，钢盔型，面包片等以下列异形片，在不影响磨耗比的情况下大大提高了金刚石复合片的抗冲击韧性，推动了金刚石复合片技术上升了一个新台阶。

4. 聚晶金刚石复合片的介绍

聚晶金刚石复合片（polycrystalline diamond compact，PDC）属于新型功能材料，是采用金刚石微粉与硬质合金衬底在超高压高温条件下烧结而成，既具有金刚石的高硬度、高耐磨性与导热性，又具有硬质合金的强度与抗冲击韧性，是制造切削刀具、钻井钻头及其他耐磨工具的理想材料。

5. 求，金刚石复合片的产品理论知识

　　你所说的金刚石复合片即聚晶金刚石复合片(Polycrystalline Diamond Compacts，简称PDC)具有高硬度、高耐磨性、高弹性模量、各向同性和相对高的热导率等显著优点，近年来已成为高档机械加工刀具、地质及石油钻头、陶瓷磨具、石材加工工具、混凝土工具和阀座阀芯等高耐磨设备的首选材料，也成为高科技新材料领域中最有生命力的支柱产品之一。
　　它是将0．1mm至数毫米厚的金刚石微粉与1mm至数毫米厚的硬质合金基体和粘结剂在高温和超高压条件下烧结而成的复合晶体材料。。PDC在工业上
　　的应用主要集中在以下几个方面：a．切削工具。既可加工有色金属，也可加工非金属、硬质合金、陶瓷、石质材料、玻璃及复合材料。切削非金属材料时，寿命是硬质合金刀具的20～100倍，有时可达到1 000倍以上；b．钻头。PDC在石油开采和地质钻探方面应用较广。前苏联用人造聚晶金刚石钻头作了钻进试验，每个钻头平均钻进深度为硬质合金牙轮钻头的50倍；c．线材加工工具。PDC也可用作拉丝模，拉拔铜及铜合金、钨、钼及不锈钢等。一个PDC拉丝模在修磨前可拉制7kt铜丝，是硬质合金模的200倍，天然金刚石的10倍，成本仅为天然金刚石的1／3；d．特殊化工用设备。
　　PDC的研究始于对天然多晶金刚石的研究。在自然界存在的多晶金刚石中有两种，分别为卡博纳多(Carbonado)和巴拉斯(Ballas)。卡博纳多是一种由许多细小金刚石与少量其他物质聚结而成的块状多晶体，晶粒呈无序排列故无解理面。巴拉斯的外形似球或橄榄形，其坚固的外壳由辐射状金刚石构成。上世纪60年代，为解决金刚石制造和使用过程中产生的微粉的利用问题，人们提出能否将金刚石微粉加工制造成人造卡博纳多的想法。1964年美国GE公司的Delai 首次申请了以某些金属添加剂使金刚石与金刚石产生结
　　合的专利。1966年英国DeBeers公司的Blainley等人 ]提出用亲和性金属为粘结剂的金刚石聚结体。1970年美国的Horton 和Strongburg 分别完成了烧结金刚石的试验。1980年GE公司的李明阳等人 提出了用硅浸渍结合的金刚石聚
　　结体(PCD)。PDC是在PCD研究的基础上发展起来的。1973年美国GE公司研制成功的Compax就是PDC材料的最早产品，它的出现具有划时代意义，同年GE公司与美国克里斯坦森(Christensen)公司合作研制成功了PDC石油钻头。英国DeBeers公司于1977年研制了与Corn—pax相似的产品Syndite，1983年向市场正式出售这种石油地质钻头系列产品。1977年日本住友电工研制成功细粒PDC材料。此外美国合成公司、梅加金刚石公司和凤凰公司等也分别在上世纪8O年代研制开发出PDC产品。从上世纪80年代初开始国外PDC材料已广泛应用于切削刀具、拉丝模和修整器等加工工业，并已完全占领石油钻探领域。我国PDC材料研制始于上世纪7O年代末，8O年代初用于钻探和切削工具。1982年
　　郑州磨料磨具磨削研究所(简称三磨所)与郑州二砂厂合作研制成功PDC材料。上世纪80年代末江汉油田从美国凤凰公司引进PDC生产技术后，1992年已有少量PDC销往美国。1993年深圳森达公司引进美国合成公司PDC生产技术。近年来郑州三磨所与日本东名公司合资建立了郑州新亚复合超硬材料有限公司，大部分产品出口国外。经过多年发展，我国PDC材料在品种、质量和应用方面都取得了长足发展，已接近或者达到国际水平。


　　聚晶金刚石复合片(PDC)的合成方法有两种：直接合成，即人造金刚石与硬质合金基体一次合成，该工艺简单，成本低，产量高，但耐热性较低；间接合成，即先烧结出人造金刚石层，再焊接在硬质合金基体上，该方法合成工艺复杂，成本高，但耐热性能高。目前，国内一般都采用直接合成法制造PDC。合成聚晶金刚石(PCD)的方法也有两种：一种是“卡布纳达”，用微细金刚石粉为基本原料，在高温高压下烧结合成；另一种是“巴拉斯”，以石墨为原料在特定稳定区内“生成转变”合成。目前国内聚晶金刚石合成均采用“卡布纳达”方法。

　　随着国内外学者对PDC材料研究的不断深入，该耐磨材料的性能也在不断的完善之中。目前PDC材料的产品已经比较成熟，自成系列，尺寸越来越大且结构形状与制造技术越来越多样化，主要有以下发展趋势：
　　a．产品系列化。目前PDC产品已经定型，国内外众多厂家都有自己的系列产品，而且产品的规格和品种进一步完善，性能进一步提高，价格进一步降低，应用场合越来越广泛。
　　b．尺寸大型化。上世纪70年代PDC的最大直径为十几毫米，80年代以来，为满足大型加工工具和石油钻头的需要，国外非常重视大块PDC材料的生产¨ 。为了提高金刚石的强度，要求金刚石粒度低于10}xm，尽可能低于5 m。但是粒度越细，烧结促进剂在颗粒之间的熔渗越困难。因此，可以采用在靠近硬质合金的地方采用大颗粒，其他部分采用小颗粒的方式。经过20多
　　年的发展，GE公司和DeBee~公司已能向市场提供+70ram的产品了，国内目前也可以提供三十几毫米的产品。
　　c．形状结构多样化。过去的PDC产品只限于片状和圆柱状，由于尺寸大型化和加工技术如电火花、激光切割加工技术提高，三角形、人字形、山墙形以及其它各种坯料增多。为适应地质钻探和勘察工程中的抗冲击性钻头和改进型牙轮钻头的需要，美国合成公司和梅加金刚石公司还生产了球面、曲面和楔形面等PDC材料。目前国内外正在研究将该产品应用到耐磨损的阀门或泵等化工单元设备上，因此也出现了圆环状等特殊形式的PDC材料。

　　找了些文献，总结了下给你的，应该够了
　　好好看看吧

6. 金刚片简介

 目录    1  拼音    2  中药部颁标准     2.1  拼音名    2.2  标准编号    2.3  处方    2.4  制法    2.5  性状    2.6  鉴别    2.7  检查    2.8  功能与主治    2.9  用法与用量    2.10  规格    2.11  贮藏     附：    1  古籍中的金刚片    *  金刚片药品说明书       1  拼音   jīn gāng piàn 
   2  中药部颁标准    2.1  拼音名   Jingang Pian
   2.2  标准编号   WS3B235097
   2.3  处方   肉苁蓉(酒蒸) 125g 杜仲(盐水炒炭) 125g 硫黄(制) 10g 巴戟天(盐炒) 125g 羊腰子 40g 淫羊藿 125g 　 狗肾(烫) 15g
   2.4  制法   以上七味，除羊腰子、狗肾、巴戟天混合粉碎成细粉外,硫黄研成细粉, 其余肉苁蓉等三味加水煎煮二次，第一次2小时，第二次1小时，合并煎液，滤过，滤液 减压浓缩,干燥，研成细粉。将硫黄细粉与其他各味药粉配研，混匀，制粒，加入1%硬 脂酸镁，混匀，压制成片，包糖衣，即得。
   
   2.5  性状   本品为糖衣片，除去糖衣后显褐色；味淡。
   2.6  鉴别   (1)取本品除去糖衣，置显微镜下观察：石细胞浅黄棕色,稍分岐或纤维 状，壁稍厚，孔沟明显。球状或不规则碎块，棱角钝圆，边缘暗黑色，表面显黄色，有 光泽。不规则碎片无色或浅棕色，有圆形或不规则长圆形纹理。不规则碎片无色或淡棕 色，有细蜜的条状纹理。
  (2)取本品5片，除去糖衣，加乙醇15ml，研磨提取，滤过，用毛细管取滤液适量， 点于滤纸上，置氨气中熏，应显黄色。
   2.7  检查   应符合片剂项下有关的各项规定(附录Ⅰ　D)。
   2.8  功能与主治   温阳补肾，益精填髓，强筋壮骨。用于腰膝酸软，阳痿不举，遗 精早泄，小便频数。
   2.9  用法与用量   淡盐水送下，一次6片，一日2次。
   2.10  规格   每片相当于总药材0. 97g
   2.11  贮藏   密封。
  辽宁省药品检验所　　起草 
  古籍中的金刚片   《本草蒙筌》：[卷之十一虫鱼部]珍珠 可食。功惟醒酒，去热驱烦。又石决明，出南海内。单片不生对合，光耀无忝真珠。由此得名，眼科专用。或疑...
   《普济方》：[卷二百二十六诸虚门]五痿 活独活（研）木香牡丹皮山栀秦艽（去沙土）麻滓吃。金刚丸（出保命集方）能治肾损骨痿。不能起于床。宜益精...
   《达摩洗髓易筋经》：[上编·原理源流篇第二章·易筋经总论]三、内壮论 是，则一身之精气神俱注于是，久久积之，自成庚方一片矣。设如杂念纷纭，驰想世务，神气随之而不凝，则虚...
   《证治准绳·类方》：[第四册]痿 水二盅，生姜五片，枣二枚，煎一盅，不拘时服。二陈汤（见痰饮。）霞天膏（见积聚。）金刚丸（《保命》）...
   《临证指南医案》：[卷七]痿

7. 聚晶金刚石复合片的释义

学科：钻探工程词目：聚晶金刚石复合片英文：polycrystalline diamond compact将聚晶金刚石薄层附着粘结在硬质合金衬底上的复合材料称金刚石复合片，代号为PDC。金刚石复合片兼有金刚石聚晶的极高耐磨性和硬质合金的高抗冲击，并且金刚石层能始终保持锐利的切削刃，因而在石油和地质钻探中的软至中硬地层使用，效果非常好。复合片中的金刚石含量高达99%，故金刚石层硬度极高、耐磨性极好，其努氏硬度为(6.5～7)×104兆帕，甚至更高。其厚度很薄，一般控制在0.5～1毫米左右。竖直镶焊在钻头上,其刃口锋利而且始终保持自锐,也称为微切削具钻头。

8. 聚晶金刚石复合片的发展方向

1、聚晶金刚石层不断加厚，由不足1mm发展到2-4mm，产品的寿命也随之提高。郑州新亚、河南亚龙的石油系复合片金刚石层已经做到4mm，代表了国内最先进水平。2、金刚石晶粒越来越细，耐磨性和抗冲击性综合性能提高。3、通过优化工艺或脱Co、增加耐热层等工艺，提高热稳定性。4、界面结构的优化，改善界面应力。5、产品直径不断加大，提高合成效率。6、改善烧结效果，减小性能差异。7、异形复合片，国内大型复合片制造企业郑州新亚及河南亚龙等公司研制出了多金刚石层复合片、钢盔型复合片、屋脊型复合片、锥形复合片、弧形金刚石复合片等新型金刚石复合片，通过改变金刚石层形状在不改变耐磨性的前提下极大提高了金刚石复合片的抗冲击韧性，占领了国内大部分市场。人造金刚石复合片是超硬材料类，这个超字不具体，范围很广。超硬材料就是洛氏硬度（HR），布氏硬度（HB），维氏硬度（HV）很高的材料。一般的45#刚HR是30-60，最硬的天然金刚石。这个概念涵盖范围很广，高硬度钢、高硬度陶瓷、人造钻石等等都可以算。