金刚石磨粒表面石墨烯纳米层的原位生长工艺研究

摘要

为抑制金刚石磨粒在加工黑色金属时的石墨化化学磨损，提出在金刚石磨粒表面原位生长石墨烯纳米层，利用石墨烯纳米层的物理屏障作用抑制石墨化化学磨损。以粒径1.5 mm的金刚石磨粒为对象，采用液态金属镓催化法开展金刚石磨粒表面石墨烯原位生长实验。利用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪评估金刚石磨粒表面石墨烯纳米层的生长质量。结果表明：生长温度对石墨烯生长起到决定作用，随着生长温度的升高，石墨烯生长的层数和缺陷密度会随之增加；液态金属镓作为金属催化剂能够降低金刚石向石墨烯转变的临界温度；氢气起到促进碳源裂解，提高石墨烯生长质量的作用，但过高的氢气流量反而降低石墨烯的生长质量。金刚石磨粒表面原位生长石墨烯的最佳参数为生长温度1000～1050℃,磨粒表面涂覆液态金属镓，氢气流量25 sccm。

关键词

金刚石 / 磨粒 / 石墨烯 / 原位生长