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金刚石因其高硬度、高耐磨性等特点在加工领域应用广泛。但磨粒的磨损钝化导致其加工作用丧失或部分丧失。本文尝试设计与制备一种新型的多晶金刚石,不仅具有金刚石的固有特性,更赋予其去除率高、自锐性好等优异的加工性能。本文提出在常压条件下,通过陶瓷结合剂将金刚石粘结起来,制成多晶结构颗粒,探索制备过程中各工艺参数的影响,并将其制成固结磨料垫(FAP)用于研磨实验,探索磨粒的多晶结构对其加工性能的影响。主要工作如下:(1)探索了原料金刚石粒径、结合剂比例、烧结温度对制备得率和多晶金刚石磨粒微观形貌的影响。实验发现:原料金刚石的粒径小,制得的多晶体表面微刃更多,内部孔隙较少;结合剂比例增加,制备得率先增后减,结合剂与金刚石之间的粘结由点状变成层片状;烧结温度提高,制备得率升高,多晶金刚石的硬度增加,结构更加紧密。(2)对比单晶与多晶金刚石FAP研磨石英玻璃的加工性能。结果表明:两者加工后石英表面粗糙度相当,但多晶金刚石的去除率更高且稳定,亚表面损伤层厚度仅为原料金刚石粒径的1/2。(3)用单因素实验比较原料金刚石粒径和烧结温度对加工蓝宝石性能的影响。结果表明:增大原料金刚石粒径有利于提高材料去除率,原料粒径为10-14μm的材料去除率最高,但加工后表面粗糙度增大;烧结温度过高不利于多晶体的自锐,且加工后表面质量差,660℃烧结的多晶金刚石加工性能更好。(4)提出了FAP中多晶金刚石的高效加工机理。建立FAP中有效磨粒数、平均切深、材料去除率模型。发现多晶金刚石可以提高平均切深,减少树脂凸起对研磨压力的分担,因而具有更高更稳定的材料去除率。