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表6 Cu-Sn一Ti合金对人造金刚石的浸润角 成分(原子) 没润角日 没润时间 序号 Cu Sn Ti 冀空下 氢气下 (分) I-1 袋 4.0 0.5 105 130 20 I-2 余 4.0 1.0 98 125 20 1-3 4.0 l.5 92 110 20 4.0 2,0 70 103 20 1-5 介 4.0 2.5 60 100 20 1-G 余 4.0 3.5 20 83 20 1-7 4.0 5.5 58 75 20 -1 10 0.5 95 120 20 且一2 余 10 1,0 70 105 20 Ⅱ一3 10 1.5 55 100 20 10 2,0 40 95 20 Ⅱ-5 S 2.5 20 9 20 Ⅱ-6 尔 10 3.5 1012 80 20 -7 10 5,5 0 70 20 Ⅲ-1 20 0.5 的 105 道-2 20 1.0 65 100 20 Ⅲ一3 20 1,5 48 90 元 Ⅲ一4 余 20 2.0 32 75 20 Ⅲ一5 尔 2.5 10 60 20 Ⅲ一6 余 20 3.5 0 45 20 1n-7 余 20 5.5 0 20~25 20 山!上述结果可以看出,在非过渡族元素铜一锡合金中,加入强碳化物形成元素钛时, 合金对人造金喇石表的浸润角急剧降低。根据文献〔17〕计算,附着功可比纯金属增加十 倍,达到千尔格/厘米2。这种现象证实了对金刚石的浸润能力,主要取决于金属一金刚石 介面上形成碳化物的化学反应。当铜一锡合金中加入钛时,这种化学反应主要是以形成碳 化钛的形式而释放出大量的能。显然随着钛含量增加,这种反应释放的总能量也愈大,从 而更有利于克服液态表面张力的约束,以实现液体在固体表面上的铺展。 为了进一步证实上述观点,本文用极细的15~18μ,含钛5.5%(原子)的Ⅲ-7合金粉 末见表(7),在1150°C直空中(1×10-4毛)延长加热时间(1.5小时),以观察钛元素 对人造金刚石表面的化学反应(腐蚀现象)。 照片10是经长时间加热后铜一锡一钛合金,对金刚石表面的腐蚀凹坑电镜照片。照片 (11)是照片(10)中一个腐蚀坑的电镜y-轴投影照片。由照片上的等高线可以清楚的看 到,在铜一锡一钛浸润的区域,由于长时间进行了化学反应致使金刚石表面深陷下去。 根据电镜照片的特徵,上述过程可用示意图(5)表示。图(5)a是反应初期合金液 完全铺展在金刚石表面,并在固一液介面间形成了很薄的碳化钛层。图(5)b,是反应中 期,合金中的钛原子消耗近半,介金液因合钛量降低,浸润角开始增大,液滴开始收缩并隆 起,但金刚石表而心明显凹陷。图(5)℃是反应后期,合金液中的体原子心消托殆尽。 残仟的液滴经电子探针分析,含钛<0.01%(重量),此时因含钛极低放液滴因浸润角变 110衰 。 一 。 一 合金对人造金用石的拼润 角 成 分 原 子 ,几生,二,占, ”曰月了口二甘血︸,,甘口勺甘勺工﹄ 甘︵ ‘二占 吵︸任脚了匕冉月 “舀口﹄ 一 一 一 一 一 一 一 了 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 班 一 一 一 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 浸 真 空 下 润 角 氢 气 下 浸润时间 佘余佘余佘 分 山上 述 结果可 以看 出 , 在非过 渡族元素铜一 锡合金 中 , 加入强碳化物形成元素铁时 , 合金对 人 造 金刚石 表 而 的浸 润 角急剧 降低 。 根据文献 〔 〕 计算 , 附着功可 比纯金属 增加十 倍 , 达 到 千尔格 厘 米 “ 。 这 种现 象证 实 了对 金 刚石 的浸润能力 , 主要取决于金 属一金刚石 介面上形成 碳化物的化学 反应 。 当铜一 锡合金 中加入钦时 , 这种化学反应主 要是 以形成碳 化钦的形式而释放 出大量的能 。 显 然随着 钦含量增加 , 这种反应释放的总能量 也 愈大 , 从 而更 有利于克服液态 表面 张力的约束 , 以实现 液体在固体表面上 的铺展 。 为 了进一步证 实上述 观点 , 本文用极细的 “ , 含钦 原 子 的 一 合金粉 末见 表 , 在 真 空 中 一 月毛 延 长加热时间 小时 , 以 观 察钦 元素 对人造 金 刚石 表面 的化学 反 应 腐蚀现 象 。 照 片 是经 长时 间加热后 铜一 锡一 钦合金 , 对金 刚石表 面 的腐 蚀 四坑 电镜照 片 。 照片 是照 片 中一 个腐蚀 坑的 电镜 一 轴投影 照 片 。 由照 片上 的等高线 可 以清楚的看 到 , 在铜一 锡一钦浸 润 的 区 域 , 由于 长时间进行了化学反应致使金刚石 表面 深 陷下 去 。 根 据电镜照 片的特微 , 上述 过程 可 用示 意 图 表示 。 图 是反应 初期合 金 液 完全铺展在金 刚石 表面 , 并在 固一 液介面 间形成 了很薄的 碳化钦 层 。 图 , 是反应 中 期 , 合金 ‘卜的钦原子 消耗近 半 , 合金 液因含钦量 降低 , 浸润 角开始增大 , 液滴开始收缩并 隆 起 , 但金刚石 表而 已 明显 明陷 。 图 。 是反 应后 期 , 合金液 ,扣的 认 原 子已 消 耗 殆 尽 。 残 存 的 液滴经 电子探 针分 析 , 含认 重虽 , 此时因含认极低故液滴因浸 润角变
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