专利名称：人造金刚石及其制备方法
技术领域：
本发明属于爆炸法合成硬质材料的药剂和装配技术，特别是一种人造金刚石及其 制备方法。
背景技术：
爆炸法，包括冲击波法、爆轰波法，是利用炸药爆炸瞬态高温高压环境使一定方式 组装的石墨发生相变转化成金刚石，或使用负氧平衡炸药，在爆炸条件下产生的游离碳经 过聚结、相变和晶化形成金刚石。经爆炸获得的产品是金刚石和大量杂质形成的混合物，再 经过化学提纯过程最后得到比较纯净的金刚石产品。中国专利CN01114454. 8和CN02114842. 2是利用炸药驱动飞片打击石墨，靠冲击 所产生的高温高压，使石墨转化为金刚石，该技术的原材料比较复杂，不仅要成型药柱，还 需要成型石墨和金属飞板；该技术合成的金刚石回收复杂；其所得的金刚石粒径在一微米 以下，得率小于3%。中国专利CN101112678A、是利用负氧平衡炸药中的碳在炸药爆轰的热力学条件下 发生聚结和相变生成纳米或微米尺寸的金刚石，粒度分布在1-6000内米区间，颗粒外形呈 不规则锯齿形，容易团聚，所用药剂为梯恩梯(TNT)、黑索金(RDX)与奥克托金(HMX)与外加 碳源的混合物。其金刚石的得率只有5%。
发明内容
本发明的目的在于提供一种人造金刚石及其制备方法，所制备的金刚石的得率大 于9%，其颗粒外形为锋利的锯齿形，用于抛光材料时能显著地提高抛光效果。实现本发明目的的技术解决方案为一种人造金刚石，由以下组分混合组成，并通 过爆炸制备而得组分按重量百分比计算炸药粉50%- 76%
金属粉10%- 30%
石墨10%- 20%
粘结剂 ‘4%一种人造金刚石的制备方法，步骤如下(a)将粘结剂溶解于石油醚或丙酮溶剂中形成溶液；(b)将炸药粉、金属粉、石墨干混，并将混好的混合物入到步骤(a)的溶液中；(c)将该溶液搅拌，并加热挥发溶剂，当物料出现拉丝现象时停止搅拌；(d)将物料造粒、烘干，抛光处理得到颗粒；(e)将颗粒压制成药柱，并在密闭容器中爆炸合成金刚石。本发明与现有技术相比，其显著优点药剂压药密度大于1.7g/cm3;金刚石得 率高，每百克药剂可得9克金刚石；产品颗粒粒径分布在200-12000nm，颗粒的中位径 1. 95 μ m ；产品颗粒外形为不规则的锯齿外形；产品的纯度达99%。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
图1是药剂的扫描照片。图2是装配图。图3是金刚石的电镜照片。图4是合成的金刚石的衍射图谱。
具体实施例方式本发明人造金刚石，由以下组分混合组成，并通过下述爆炸方法制备而得组分按 重量百分比计算炸药粉50%- 76%
金属粉10%- 30%
石墨10%- 20%
粘结剂 ‘4%本发明人造金刚石的制备方法，步骤如下(a)将粘结剂溶解于石油醚或丙酮溶剂中形成溶液。其中粘结剂为地蜡、石蜡、虫 胶、硝化棉或热塑型高分子材料，或者它们的混合物。热塑型高分子材料为顺丁橡胶、乙丙 橡胶或天然橡胶。(b)将炸药粉、金属粉、石墨干混，并将混好的混合物入到步骤(a)的溶液中。其中 炸药粉为RDX、HMX、PETN中的一种，或者它们的混合物，其粒径小于10微米。金属粉为1 30 μ m粒径的球状Al、Mg或Al-Mg粉，或者过300目以上的片状Al粉，或者它们的混合物。 石墨的平均粒径1 30微米。(c)将该溶液搅拌，并加热挥发溶剂，当物料出现拉丝现象时停止搅拌；(d)将物料造粒、烘干，抛光处理得到颗粒；(e)将颗粒压制成药柱，并在密闭容器中爆炸合成金刚石。上述步骤(a)、(c)在80°C以下操作。本发明的药剂可以采用常规压药成型所要求的药柱尺寸，其压药后的药柱密度在 1. 7 1. 85g/cm3，压制的药柱装填厚度不小于4mm的塑料管或厚度不小于0. 5mm的钢管中， 装填好的药剂在爆炸容器中起爆。实施例1、药剂制备按照质量百分比计算炸药粉、金属粉、石墨、粘结剂。
权利要求
1. 一种人造金刚石，其特征在于由以下组分混合组成，并通过爆炸制备而得组分按 重量百分比计算炸药粉50%- 76%金属粉10%- 30%石墨10%- 20%粘结剂 ‘4%
2.根据权利要求1所述的人造金刚石，其特征在于炸药粉为RDX、HMX、PETN中的一种， 或者它们的混合物，其粒径小于10微米。
3.根据权利要求1所述的人造金刚石，其特征在于金属粉为1 30μ m粒径的球状Al、 Mg或Al-Mg粉，或者过300目以上的片状Al粉，或者它们的混合物。
4.根据权利要求1所述的人造金刚石，其特征在于石墨的平均粒径1 30微米。
5.根据权利要求1所述的人造金刚石，其特征在于粘结剂为地蜡、石蜡、虫胶、硝化棉 或热塑型高分子材料，或者它们的混合物。
6.根据权利要求5所述的人造金刚石，其特征在于热塑型高分子材料为顺丁橡胶、乙 丙橡胶或天然橡胶。
7.—种人造金刚石的制备方法，其特征在于步骤如下(a)将粘结剂溶解于石油醚或丙酮溶剂中形成溶液；(b)将炸药粉、金属粉、石墨干混，并将混好的混合物入到步骤(a)的溶液中；(c)将该溶液搅拌，并加热挥发溶剂，当物料出现拉丝现象时停止搅拌；(d)将物料造粒、烘干，抛光处理得到颗粒；(e)将颗粒压制成药柱，并在密闭容器中爆炸合成金刚石。
8.根据权利要求7所述的人造金刚石的制备方法，其特征在于组分按重量百分比计算炸药粉50%- 76%金属粉10%- 30%石墨10%- 20%粘结剂 ‘4%
9.根据权利要求7所述的人造金刚石的制备方法，其特征在于步骤(a)、(c)在80°C以 下操作。
全文摘要
本发明公开了一种人造金刚石及其制备方法，将粘结剂溶解于石油醚或丙酮溶剂中形成溶液；将炸药粉、金属粉、石墨干混，并将混好的混合物入到上步的溶液中；将该溶液搅拌，并加热挥发溶剂，当物料出现拉丝现象时停止搅拌；将物料造粒、烘干，抛光处理得到颗粒；将颗粒压制成药柱，并在密闭容器中爆炸合成金刚石。本发明药剂压药密度大于1.7g/cm3；金刚石得率高，每百克药剂可得9克金刚石；产品颗粒粒径分布在200-12000nm，颗粒的中位径1.95μm；产品颗粒外形为不规则的锯齿外形；产品的纯度达99％。
文档编号B01J3/06GK102091569SQ201010582549
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者张玉磊, 朱英中, 李斌, 王海洋, 解立峰, 解立新, 陈际洋, 韩志伟 申请人:李斌, 解立峰, 解立新