实验室在PDC耐磨机理研究方面取得新进展

近日，22级博士研究生周礼在贺端威教授的指导下，在聚晶金刚石复合片（PDC）耐磨机理研究方面取得重要进展，相关研究成果以 “Effect of Residual Cobalt on Cutting Edge Wear Behavior in Polycrystalline Diamond Compact (PDC)” 为题，发表在国际材料领域权威期刊 International Journal of Refractory Metals and Hard Materials（Volume 133, 2025, Article 107390）。

钴作为金属粘结剂，在聚晶金刚石复合片（PDC）的高温高压（HTHP）烧结过程中起着关键作用，并对其最终性能，尤其是耐磨性产生重要影响。针对工程应用中广泛关注的“残留钴对PDC服役行为的影响”这一问题，研究团队制备了钴含量约为 9% 的 PDC 样品，并通过脱钴处理将钴含量降低至约 1%，系统对比研究了未脱钴与脱钴 PDC 切削齿的磨损行为。

研究结果表明，在纯机械磨损条件下，残留钴对PDC耐磨性的影响并不显著；但随着切削过程中热量的不断积累，残留钴与金刚石之间热膨胀系数不匹配的问题逐渐显现，导致切削刃靠近切削面区域发生局部剥落，从而显著降低材料的耐磨性能。相比之下，脱钴处理有效降低了残留钴含量，显著抑制了沿切削刃方向微裂纹的形成与扩展，大幅提升了PDC的整体耐磨性和服役稳定性。

该研究从微观结构与热–力耦合失效机理的角度，深化了对PDC切削刃磨损行为的认识，为高性能PDC材料的设计与工程应用提供了重要的实验依据和理论参考。