金刚石复合片耐高温试验
因您的需求、实验方案、检测样品、测试过程不同,相应的参考标准请咨询在线工程师!
文章概述:金刚石复合片耐高温试验聚焦于评估金刚石与硬质合金复合材料在高温环境下的性能稳定性。核心检测对象为金刚石复合片(DCP),关键项目包括高温硬度、热膨胀系数、抗氧化性、抗热震性和耐磨性。试验模拟高温工况(最高1200°C),通过力学性能测试、热分析及微观结构观察,量化材料的热退化行为和失效阈值,确保其在切削工具、钻探设备等高温应用中的可靠性。
检测项目
高温力学性能检测:
- 高温硬度测试:维氏硬度(HV,温度范围20°C-1000°C,参照ASTME384)
- 高温拉伸试验:屈服强度(≥500MPa)、抗拉强度(≥800MPa)、断裂伸长率(≥5%)
- 高温压缩试验:压缩强度(≥1000MPa)、弹性模量(≥600GPa)
- 热膨胀系数测试:线性膨胀系数(α,范围1.0-5.0×10⁻⁶/K,参照ISO11359)
- 热导率测量:导热系数(λ,≥200W/m·K)
- 比热容测定:特定热容量(Cp,0.5-1.5J/g·K)
- 抗氧化性试验:氧化增重率(≤0.1mg/cm²·h,温度800°C)
- 热循环测试:抗热震性(循环次数≥1000次,ΔT=500°C)
- 高温蠕变试验:蠕变速率(≤10⁻⁵/h,应力100MPa)
- 高温磨损测试:磨损率(≤1.0×10⁻⁶mm³/N·m,参照ASTMG99)
- 摩擦系数测定:动态摩擦系数(μ,0.1-0.3)
- 金相检验:金刚石分布均匀性、界面结合强度(参照GB/T13298)
- 晶粒度评级:平均晶粒尺寸(≤5μm)
- 缺陷检测:孔隙率(≤0.5%)、裂纹扩展
- 成分分析:金刚石含量(50-95wt%)、钴含量偏差(±0.5wt%)
- 表面化学稳定性:耐腐蚀性(pH2-12环境)
- 高温湿度测试:相对湿度90%、温度85°C下的性能变化
- 热氧老化试验:老化时间100h,性能保持率≥90%
- 高温电阻率:体积电阻率(≥10⁵Ω·cm)
- 介电常数测定:频率1MHz下值(≤10)
- 断裂韧性测试:KIC值(≥10MPa·m¹/²)
- 疲劳寿命评估:循环加载至失效(周期≥10⁶次)
- 粗糙度测量:Ra值(≤0.1μm)
- 涂层附着力:划痕测试临界载荷(≥50N)
检测范围
1.高金刚石含量复合片:金刚石体积分数70%-95%,重点检测高温下的硬度和耐磨性衰减,适用于超硬切削工具。
2.钴基金刚石复合片:钴作为粘结相,检测高温抗氧化性和界面稳定性,用于地质钻头应用。
3.钨钴类硬质合金复合片:WC-Co基体,侧重热膨胀匹配性和抗热震性,适合高温耐磨部件。
4.多层结构金刚石复合片:包含梯度层,检测层间结合强度和热应力分布,用于复合刀具。
5.纳米金刚石复合片:纳米级金刚石颗粒,重点评估高温下的晶粒长大和性能一致性。
6.高温钎焊复合片:钎焊界面检测,关注高温下的焊缝强度和失效机制。
7.抗氧化涂层复合片:表面涂覆TiN或Al₂O₃,检测涂层在高温下的附着力和保护效果。
8.多孔金刚石复合片:孔隙率可控,重点测试高温渗透性和结构完整性。
9.单晶金刚石复合片:大单晶结构,检测高温各向异性和解理行为。
10.自定义几何形状复合片:异形件如圆片或柱状,侧重边缘区域的高温性能均匀性。
检测方法
国际标准:
- ASTME384-22材料维氏硬度测试方法(规定压痕载荷和温度控制)
- ISO11359-2:2021热机械分析测定热膨胀系数(采用石英推杆式dilatometer)
- ASTMG99-17销盘磨损试验方法(适用于高温环境下的磨损率测量)
- ISO148-1:2022夏比冲击试验方法(适配高温夹具进行韧性测试)
- ASTME112-13晶粒度测定方法(通过比较法评级高温暴露后的晶粒尺寸)
- GB/T4340.2-2012金属材料维氏硬度试验(与ASTM差异在于校准周期和试样尺寸要求)
- GB/T4339-2008金属材料热膨胀特性测定方法(使用差动变压器法,与国际标准温度范围略有不同)
- GB/T12444-2006金属材料磨损试验方法(强调室温至800°C的磨损测试条件)
- GB/T13298-2015金属显微组织检验方法(包含高温蚀刻和显微镜观察步骤)
- GB/T2039-2012金属材料拉伸蠕变试验方法(规定应力加载速率和温度均匀性要求)
检测设备
1.高温维氏硬度计:WilsonTukon2500型(温度范围20°C-1000°C,载荷范围0.1-50kgf,精度±1%)
2.高温万能试验机:Instron8862型(最大载荷100kN,温度范围-150°Cto1200°C,应变速率0.0001-1000mm/min)
3.热膨胀仪:NetzschDIL402ExpedisSupreme(温度范围-160°Cto1600°C,分辨率0.125nm,气氛控制)
4.高温摩擦磨损试验机:AntonPaarTribometer(温度可达1000°C,载荷0.1-100N,滑动速度0.001-1m/s)
5.扫描电子显微镜:ZeissSigma300(分辨率1nm,配备高温样品台和能谱仪)
6.热分析系统:TAInstrumentsSDT650(同步DSC-TGA,温度范围25°C-1500°C,灵敏度0.1μg)
7.高温蠕变试验机:MayesTestingSystemsCS-100(应力范围1-500MPa,温度至1200°C,时间精度±0.1%)
8.金相显微镜:OlympusBX53M(放大倍数50-1000x,高温蚀刻附件)
9.激光导热仪:LFA467HyperFlash(温度范围-125°Cto1100°C,测量uncertainty±3%)
10.环境试验箱:WeissTechnikWK3-180/70(温度范围-70°Cto180°C,湿度控制10%-98%RH)
11.高温电阻率测试仪:Keithley6517B(电阻测量范围10μΩto10TΩ,温度至1000°C)
12.划痕测试仪:CSMInstrumentsRevetest(最大载荷100N,scratch速度1-100mm/min)
13.疲劳试验机:MTS810型(频率0.1-100Hz,高温chamberupto800°C)
14.表面粗糙度仪:TaylorHobsonFormTalysurfiSeries(测量范围0.01nmto1mm,温度补偿)
15.化学成分分析仪:SpectroMAXxLMG06(检测元素范围LitoU,精度±0.01wt%)
北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】
报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。
检测周期:7~15工作日,可加急。
资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。
标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。
非标测试:支持定制化试验方案。
售后:报告终身可查,工程师1v1服务。