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晶须是直径为1—30微米的单晶细丝,其突出特点是具有超高强度和硬度。其中过渡族金属的碳化物、氮化物不仅强度更高,而且耐高温,化学稳定,因而是理想的先进复合材料的骨架。可是,这类晶须至今未能广泛应用。原因在于于制备高温陶瓷晶须的方法至今仍不过关。目前制备高温陶瓷晶须的方法有两个,一个是化学气相沉积(CVD)法,另一个是热还原法。前者的优点是产物(晶须)的质量好,但产率低,成本高。后者则相反,产率高,质量差。我的研究目标就是要寻找一种新型热还原方法,兼具两种方法的优点,摒弃其缺点,从而实现批量生产高温陶瓷晶须—TiC晶须。经过大量实验,我找到了用现有(传统)的热还原法生长晶须所固有的问题,进而提出了一个新的热还原方法,即所谓“气流热还原法”。其特点是在热还原过程中用适当流量的氩气流均匀地通过物料(TiO2粉、碳粉、镍粉等)。特别是我们解决了让气流均匀地通过大量物料的工艺问题,找到了合适的工艺参数,制出了优质碳化钛晶须,单炉(小炉子)产量由原来(用传统热还原法时)的数克提高到一百多克,而晶须与颗粒之比达到90%以上。此外,我们还发现了更多的实验证据,证明热还原法生长晶须的机制仍然是VLS机制。在成功地制备了优质TiC晶须的基础上我们进而研制了用晶须增强和增韧的金刚石锯片。我们首先解决了如何在金刚石锯片中均匀添加晶须这一关键工艺。然后通过实验确定合适的压制压力和烧结温度等参数。然后通过大量锯片的现场切割石材试验,找到了最佳的晶须添加量(所切割的石材包括大理石、花岗岩等)。实验表明,含1.5%TiC晶须的金刚石锯片切割石材的效果最好。和不含晶须的锯片相比,含1.5%TiC晶须的金刚石锯片连续切割石材长度增加了一倍,所需的切割时间则缩短了一半,因而总效率提高了四倍。本论文全面总结了以上两方面的研究工作。