一种合成金刚石的方法与流程

文档序号:20689269发布日期:2020-05-08 19:11阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种合成金刚石的方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)制备基础涂层粉末,所述基础涂层有以下原料组成:fe:27-30%,co:6-10%,mn:1-2%,zn:1-2%,ti:2-3%,mo:2-3%,石墨粉:6-15%,余量为ni;将400-600目的基础涂层原料进行充分混合,然后压制混合粉末,得到预烧结块;将所述预烧结块在氢气保护条件下进行烧结处理;将所得烧结后的块体粉碎后,进行高能球磨得到50-2000nm的粉料;

(2)制备石墨烯复合涂层粉末;

(3)选择300-400目的单晶金刚石颗粒为籽粒,进行喷涂处理,其中喷涂浆料由石墨烯复合涂层粉末、有机粘合剂、有机溶剂组成;将所述喷涂浆料喷涂至金刚石,制备得到表面包覆石墨-金属复合相涂层的金刚石晶籽,通过筛分获得直径为700-800μm的包覆颗粒,并在惰性气体中在350-500℃下加热30-60分钟除去大部分有机粘合材料;用所述包覆复合相涂层的金刚石籽粒填充模具,将所述包覆的金刚石籽粒压实在模具中,使用热压烧结炉进行烧结。

2.如权利要求1所述的合成金刚石的方法,其特征在于,所述基础涂层有以下原料组成:fe:28-29%,co:7.8-8.8%,mn:1.2-1.95%,zn:1.3-1.75%,ti:2.2-2.7%,mo:2.1-2.6%,石墨粉:9.2-12.5%,余量为ni。

3.如权利要求1-2所述的合成金刚石的方法,其特征在于,步骤(1)中的烧结处理的温度为1000℃~1200℃,时间为2h~4h。

4.如权利要求1-3所述的合成金刚石的方法,其特征在于,制备石墨烯复合涂层粉末包括以下步骤:将所述粉料与颗粒直径为20-200nm的硅纳米粉按照体积比1-5:1混合均匀,将混合后的样品放入密闭的反应炉中,抽出空气,并通入甲烷或乙炔气体作为碳源,通入氢气作为保护气体;在900-1100℃下反应15-60分钟,待反应充分停止加热,采用空气冷却的方式将混合物降至室温。

5.如权利要求1-4所述的合成金刚石的方法,其特征在于,步骤(3)中的烧结工艺如下:首先在150s内将包覆的金刚石籽粒温度提高到600-650℃,压力由0mpa提高到200mpa,保温10-20min;然后在150s内将温度提高到800-1000℃,压力提高到600mpa,保温时间10-20min;之后在300s内将温度降至1300-1400℃、压力降至150mpa,保温保压5-10min;之后在600s内将温度降至600-650℃,保持压力150mpa,保温保压5-10min,最后撤去压力并自然冷却到室温。

6.如权利要求1-5所述的合成金刚石的方法,其特征在于,有机粘结剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物,有机溶剂为乙二醇。

7.如权利要求1-6所述的合成金刚石的方法,其特征在于,其中喷涂浆料重量比为石墨烯复合涂层粉末:(乙烯-醋酸乙烯共聚物):(乙二醇)=100:(2-8):(1-3)。

8.如权利要求1-7所述的合成金刚石的方法,其特征在于,其中喷涂浆料重量比为石墨烯复合涂层粉末:(乙烯-醋酸乙烯共聚物):(乙二醇)=100:5:1。


技术总结
本发明提供一种合成金刚石的方法,所述方法包括以下步骤:制备基础涂层粉末;制备石墨烯复合涂层粉末;选择300‑400目的单晶金刚石颗粒为籽粒,进行喷涂处理,其中喷涂浆料由石墨烯复合涂层粉末、有机粘合剂、有机溶剂组成;将所述喷涂浆料喷涂至金刚石,制备得到表面包覆石墨‑金属复合相涂层的金刚石晶籽,将包覆的金刚石籽粒压实在模具中,使用热压烧结炉进行烧结。利用本发明技术方案合成的超细颗粒金刚石单晶具有粒度细、成核集中、颜色透度好、晶形完整等特点,产品符合人造金刚石国家标准,晶型一致,晶面完整,杂质少,热冲值高。

技术研发人员:马涛;马勇
受保护的技术使用者:营口鑫成达新型建材股份有限公司
技术研发日:2020.01.08
技术公布日:2020.05.08
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