专利名称：合成大颗粒金刚石的复相触媒片结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及合成金刚石的触媒结构。
传统合成金刚石的方法，是采用金刚石均质触媒合金片与石墨片相间叠夹，在高温和高压状态下催化，经过形核、长大过程，石墨转化生成金刚石颗粒。目前金刚石销量不断增长，人们急需颗粒大、强度高、色泽好的高品位金刚石。国内外长期采用了金刚石均质触媒合金，如专利昭49－45992，CN85100771A，CN1053014A，CN106332A所公开的，以及常用的Ni70Mn25C05触媒合金。为了获得大颗粒金刚石，需要控制合成金刚石过程，要求形核速度慢，而长大速度快。由于均质合金形核地点随机性很大，难以调整金刚石形核和长大的相对速度。则一般形核速率较大，这样易于形成小颗粒金刚石。国外为了获得大颗粒金刚石，采用大尺寸金刚石籽晶外延生长的方法。如专利特开平3－212225，特开平2－280826，EP020044A1，特开平2－265637等。这种方法须制备大尺寸的具有一定方位和一定几何形状的籽晶，难度高、花费大，同时对催化条件。如温度和压力要求很严格，难于在工业上大规模应用。
本实用新型的目的，是提供一种合成大颗粒金刚石的复相触媒片结构。
本实用新型的要点是，合成大颗粒金刚石的复相触媒片结构，其表面层是由金刚石快速生长相和触媒合金组成的混合结构；金刚石快速生长相和触媒合金混合组成的两个表面层之间，夹有与表面层触媒合金不同或相同材料的支持层；上述复相触媒片结构中，所说的金刚石快速生长相，可以是同质的金刚石籽晶，或是促使金刚石快速生长的其它异质相。上述混合结构中还可包括金刚石生长抑制相。
本实用新型获得高品位大颗粒人造金刚石的作用是在金刚石快速生长相存在条件下，已经具备了金刚石结构或近似金刚石结构，而减少了金刚石的形核功，金刚石生长抑制相如铜阻碍个别地点形核长大。这样加大了优先形核点与周围触媒之间金刚石长大差距，在局部可以快速外延生长金刚石，从而提高了大颗粒金刚石合成比例。同时固相非自发形核速度的借助于低熔点易挥发触媒的作用，易于实现固相、液相、气相复合催化，也降低了合成金刚石的温度和压力条件。另外所设置的复相结构薄层，充分发挥了表层催化作用，这样可以节约整体均质触媒贵重金属的消耗，达到降低成本的目的。
附图
为合成大颗粒金刚石的复相触媒片结构示意图。
以下结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明。图中1－金刚石快速生长相，2－金刚石触媒合金，3－支持层。
实施例制取厚度为0.45mm、φ18mm的10号钢片，作为支持层3。在其表面均匀散布10－30μ的金刚石粉未籽晶1，然后蒸镀厚度为20丝的Ni70Mn25CO5表面层金刚石触媒合金2。将上述结构的触媒片与10片石墨片相间叠置，以叶蜡石作为压力传输介质，在六面顶压机加压合成金刚石，顶锤压力5.5GPa，温度1400℃。制成的金刚石颗粒经酸洗分离后进行统计，粒度在30～50目的占80％，压机单产6克拉，金刚石黄绿晶莹，强度达17kg／mm2。
本实用新型所提供结构合成的金刚石品位与现有技术合成金刚石粒度50～60目占70％、强度12－14kg／mm2的水平相比，具有强度高、颜色好、粒度大的特点。同时，采用普通合金作中间支持层，可大量节约贵重金属，因而降低了合成金刚石的成本。
本实用新型为合成大颗粒金刚石工程提供了一项关健技术，可产生很高的经济和社会效益，具有极好的应用前景。
权利要求1.一种合成大颗粒金刚石的复相触媒片结构，其特征是，其表面层是由金刚石快速生长相和触媒合金组成的混合结构。
2.按照权利要求1所说的合成大颗粒金刚石的复相触媒片结构，其特征是所说的金刚石快速生长相和触媒合金混合组成的两个表面层之间，夹有与表面层触媒合金不同或相同材料的支持层。
3.按照权利要求1或2所说的合成大颗粒金刚石的复相触媒片结构，其特征是所说的金刚石快速生长相，其可以是同质的金刚石籽晶，或是促进金刚石快速生长的其它异质相。
4.按照权利要求1或2所说的合成大颗粒金刚石的复相触媒片结构，其特征是，表面层中还可含有金刚石生长抑制相。
专利摘要一种用于合成大颗粒金刚石的复相触媒片结构，是具有金刚石快速生长相和触媒合金混合结构的表面层。其表面层之间还可夹有不同合金的支持层。用本实用新型的触媒片合成的金刚石粒度大、强度高、色泽黄绿晶莹。本实用新型可采用普通合金的中间支持层，因而可以大量节约贵重金属，降低合成金刚石的成本，具有很好的应用前景。
文档编号C01B31/00GK2177706SQ9323267
公开日1994年9月21日 申请日期1993年12月31日 优先权日1993年12月31日
发明者刘文西 申请人:天津大学