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摘要
金刚石超硬磨具在高端芯片加工、3C陶瓷等领域发挥的作用日益重要，粘结相与金刚石的界面结合情况在很大程度上影响了金刚石超硬复合材料的力学和磨损性能。为了研究粘结相和金刚石的界面结合情况，采用放电等离子烧结方法制备了Cu35Ni25Co25Cr15多主元合金/金刚石复合材料，通过热力学计算和实验研究了粘结相和金刚石颗粒的界面反应。结果表明：烧结过程中，金属粘结相中的Cr元素与金刚石在界面处发生了化学反应，生成Cr-C化合物，且Cr-C化合物层的厚度随着烧结温度的升高而增加。当烧结温度达到950℃时，Cr-C化合物反应层均匀连续，厚度大约为1.1μm。复合材料粘结相与金刚石颗粒的粘结系数随着Cr-C化合物层厚度的增加而增大。摩擦磨损测试表明，在900℃和950℃烧结的样品表面，粘结相在摩擦过程中首先被磨除，金刚石随后露出，而Cr-C界面反应层有助于保持对金刚石颗粒的把持能力，提高复合材料的磨削性能。因此，适当的界面反应可提升金刚石复合材料的服役性能。
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单位中南大学; 粉末冶金国家重点实验室
