一种生命钻石的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钻石制备领域，具体的说，涉及一种以人体/动物毛发或其它动植物有机体中提取的碳元素为原料制备钻石的方法。
【背景技术】
[0002]金刚石是由碳元素组成，具有立方晶型构造的结晶体。金刚石在已知的所有材料中具有最高的硬度和热传导率，广泛应用于各种工业加工及半导体散热行业。宝石级大颗粒金刚石经过切割加工后一般称之为钻石。
[0003]天然钻石在地幔内部大约150公里以下的高温高压环境下形成，随火山爆发和地壳的运动被带到地表。
[0004]因其坚硬、稀有和璀璨夺目的视觉效果，被誉为“宝石之王”。
[0005]工业金刚石于1955年美国通用电气(GE)公司，由石墨和铁，钴，镍等元素周期表第八族的金属触媒，首次在高温高压(压力大于5GPa，温度大于1200°C。)环境下成功合成。上世纪70年代，GE公司用温差法(晶种法)成功生长出克拉级大颗粒金刚石单晶。上世纪90年代，日本无机材料研究所发表了碳酸盐，硫酸盐，食盐，硫，磷等非金属材料作为触媒从石墨转变金刚石的方法，但是该方法需要更高的压力(大于7GPa)和温度(大于1700°C)。
[0006]中国专利号CN101124158A公开了从人体或动物角蛋白(包含毛发)中提取碳元素，进而在高温高压下生长钻石的一种方法。中国专利号CN101171987A公开了从人体或动物毛发提取碳元素，进而在高温高压下生长钻石。但是，该专利没有公布具体的实施方法。中国专利号CN104030284A公开了从人体或动物毛发提取碳元素，然后将碳石墨化，进而在高温高压下生长钻石。如附图1所示，以上几种方法包含提取碳，碳的高温石墨化的过程，以及石墨为碳源的高温高压下的金刚石单晶生长过程。
[0007]本发明使用人体/动物毛发，或其它动植物有机体为原料提取出固态碳，通过独特的高温高压生产工艺，生长出专属特有个体的钻石。从而赋予了钻石生命的特征，对毛发的提供者具有特殊的纪念意义。
【发明内容】
[0008]针对现有技术中存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种用人体/动物毛发，或其它动植物有机体为原料制备生命钻石的方法。
[0009]本发明目的是这样实现的:
[0010]一种生命钻石的制备方法，按如下步骤进行:
[0011](1)在真空、还原性气氛或惰性气氛中，对人体或动物毛发，所有动植物组成部分的碳水化合物进行高温处理，从中提取出固态碳；
[0012](2)对该固态碳浸入强酸及强碱中，去除杂质，进行提纯处理；
[0013](3)以提纯后的固态碳为碳源在高温高压下，用晶种法生长宝石级大颗粒金刚石单晶;
[0014](4)将该宝石级金刚石单晶切割加工为生命钻石。
[0015]上述步骤1中固态碳大部分为非晶态碳。
[0016]上述步骤3中合成压力大于6GPa，温度大于1300°C。
[0017]有益效果:本发明的优点是直接利用提纯后的固态碳作为碳源，生长金刚石单晶。从而省略了石墨化过程，以及石墨生长金刚石粉的过程，有利于生产过程中缩短生产周期及降低成本。
【附图说明】
[0018]图1为传统的工艺流程图；
[0019]图2本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0020]实施例1:
[0021]如图2所示，
[0022]将120克人体毛发在氮气气氛中，1000°C保温1小时，得到14克固态碳。
[0023]将该固态碳在王水(盐酸/硝酸=3/1)中加热处理1小时，然后在氢氟酸中处理1小时，最后在加热的氢氧化钠中处理1小时，得到纯净碳12克。
[0024]将以上纯净碳作为碳源，用温差法(晶种法)生长120小时，得到大约2克拉的金刚石单晶。
[0025]将以上金刚石单晶切割加工，得到0.8克拉生命钻石。
[0026]实施例2:
[0027]如图2所示，
[0028]将200克人体毛发在氩气气氛中，900°C保温1小时，得到22克固态碳。
[0029]将该固态碳在浓硫酸中加热处理1小时，然后在加热的氢氧化钾中处理1小时，得到纯净碳18克。
[0030]将以上纯净碳作为碳源，用温差法(晶种法)生长150小时，得到大约3克拉的金刚石单晶。
[0031]将以上金刚石单晶切割加工，得到1克拉生命钻石。
[0032]实施例3:
[0033]如图2所示，
[0034]将100克人体毛发在真空环境中，950°C保温1小时，得到10克固态碳。
[0035]将该固态碳在盐酸中加热处理1小时，然后在加热的氢氧化钾中处理1小时，得到纯净碳8克。
[0036]将以上纯净碳作为碳源，用温差法(晶种法)生长100小时，得到大约1.5克拉的金刚石单晶。
[0037]将以上金刚石单晶切割加工，得到0.5克拉生命钻石。
【主权项】
1.一种生命钻石的制备方法，按如下步骤进行: (1)在真空、还原性气氛或惰性气氛中，对人体或动物毛发，所有动植物组成部分的碳水化合物进行高温处理，从中提取出固态碳； (2)对该固态碳浸入强酸及强碱中，去除杂质，进行提纯处理； (3)以提纯后的固态碳为碳源在高温高压下，用晶种法生长宝石级大颗粒金刚石单晶; (4)将该宝石级金刚石单晶切割加工为生命钻石。2.根据权利要求1所述生命钻石的高温高压制备工艺，其特征在于:所述步骤1中固态碳大部分为非晶态碳。3.根据权利要求1所述生命钻石的高温高压制备工艺，其特征在于:所述步骤3中合成压力大于6GPa，温度大于1300°C。
【专利摘要】一种生命钻石的制备工艺，按如下步骤进行：在真空、还原性气氛或惰性气氛中，对人体或动物毛发，所有动植物组成部分的碳水化合物进行高温处理，从中提取出固态碳；浸入强酸及强碱中，去除杂质，进行提纯处理；以提纯后的固态碳为碳源在高温高压下，用晶种法生长宝石级大颗粒金刚石单晶；切割加工为生命钻石。本发明的优点是直接利用提纯后的固态碳作为碳源，生长金刚石单晶。从而省略了石墨化过程，以及石墨生长金刚石粉的过程，有利于生产过程中缩短生产周期及降低成本。
【IPC分类】C01B31/06
【公开号】CN105366672
【申请号】CN201510692440
【发明人】李洪, 李伟, 简德志
【申请人】重庆天宇弘锋新材料科技有限责任公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月23日