刘小磐,万 众,钱 琦,韩 雪,王俊沙

(1.湖南大学材料科学与工程学院,湖南长沙 410082;2.吉林大学物理学院,吉林长春 130021)

1 引言

在所有材料中,金刚石具有最高的硬度,因此在制备工具方面获得了非常广泛的应用。目前人工合成金刚石主要采用的是高温高压触媒法,以此方法获得的金刚石均为颗粒状的单晶,颗粒直径一般在0～1mm范围内。要将这样细小的颗粒制备成工具,往往需要采用金属、高分子材料或无机非金属材料作为结合剂,并采用不同的工艺方法来实现。由于金刚石、石墨和无定型碳是同素异构体,这类材料均具有与其他材料浸润性差的特点,如果对金刚石不加以处理直接用来制备工具,因为金刚石与结合剂之间的结合强度低,工具使用过程中将会出现表面金刚石颗粒容易脱落的现象,从而导致工具快速损耗和加工质量下降。为了避免这一现象的发生,目前工业中通常采用电镀或化学镀的方法在金刚石表面镀金属镍、钛等。目前也出现了一些在磨料表面涂覆碱金属氧化物薄膜的新技术,如李志宏老师的课题组采用溶胶凝胶工艺在cBN磨料表面成功涂覆上Si-A l-Na氧化物膜层[1-6]。本文拟采用溶胶凝胶工艺在金刚石磨料表面涂覆A l-Si-B氧化物涂层。

2 实验

2.1 实验材料

水玻璃:工业级,模数2.60,密度1.42g/cm3

异丙醇铝:化学纯

硝酸:化学纯

金刚石:高温高压触媒法合成,粒度:40/45

2.2 溶胶制备

1)硅溶胶制备

用阳离子交换树脂将稀释后的水玻璃进行离子交换,除去水玻璃中的钠离子和其他阳离子杂质,制得聚硅酸溶液,再用阴离子交换树脂进行离子交换,除去溶液中的阴离子杂质,制得高纯的聚硅酸溶液。……