一种含碳纤维的金刚石触媒粉和制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于合成金刚石用触媒粉领域。
【背景技术】
[0002] 在金刚石生产过程中，触媒粉的存在至关重要。在没有触媒粉参与的情况下，石墨 转变为金刚石需要13GPa的高压和2700°C以上的高温。采用触媒，可使金刚石的合成压力 与温度分别降至5~6 GPa和1200~1400 °C，从而使工业生产金刚石成为可能。目前工 业金刚石合成中常采用的触媒粉主要有镍基、铁基及钴基三个合金体系，在混合制料过程 中，这些触媒粉与石墨混合的均匀性较差，这主要是由于两类材料不同的密度所引起的，虽 然在生产中采用三维立体搅拌及造粒的方法来缓解这一问题，但效果有限，从而使得所生 产出的金刚石分布不均，进而对金刚石的质量及产量产生一定的影响。
[0003] 作为市面上的一种热门材料，碳纤维由于具有许多优异性能而越来越多的受到关 注。其中碳纤维粉为碳纤维类材料的一种，也叫磨碎碳纤维，它是将高强度高模量碳纤维长 丝经特殊技术表面处理、研磨、纤维甄别、筛选、高温烘干后而得到的等长圆柱形微粒，其具 有碳纤维的多种优良性能，如形状细小、比表面积大、结合能力强等，越来越多地作为添加 剂应用在复合材料当中。
[0004] 对于金刚石触媒粉的研宄由来已久，也常有在触媒粉主料的基础上添加微量元素 来提高金刚石的质量(粒度峰值占比45/50)与产量，却鲜少有人研宄碳纤维粉金刚石用触 媒粉。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题：就是针对现有技术中存在的不足、提供一种用于合 成金刚石过程中，能够使石墨粉混合均匀性好、合成的金刚石质量好、产量高的金刚石触媒 粉一一种含碳纤维粉的触媒粉，还提供这种触媒粉的制造方法。
[0006] 本发明所采用的技术方案为：一种含碳纤维粉的触媒粉，包括触媒粉主料，所属 的触媒粉主料又包括属粉末，其特征是：它还添加有碳纤维粉末，触媒粉主料 和碳纤维重量比98~99. 5:0. 5~2。
[0007] 较好的，所述的触媒粉主料和碳纤维重量比99:1。
[0008] 较好的，所述的碳纤维粉末直径为7 μ m，长度为4 μ m~50 μ m。
[0009] 较好的，所述的触媒粉主料的直径为2 μ m~75 μ m。
[0010] 一种含碳纤维粉的触媒粉的制造方法，包括以下步骤： a. 按重量比取触媒粉主料和碳纤维粉末98~99. 5:0. 5~2 ; b. 将上述的触媒粉主料和碳纤维粉末通过油温混料机在105°C混合烘干后，冷却得 到。
[0011] 较好的，所述的触媒粉主料和碳纤维粉末按重量比是99:1。
[0012] 较好的，所述的碳纤维粉末直径为7 μπι，长度为4 μπι~50 μπι，所述的触媒粉主 料的直径为2 μ m~75 μ m。
[0013] 本发明的有益效果是： 本发明的金刚石合成触媒粉，发挥了碳纤维粉末的热膨胀系数小与石墨粉相互溶解性 好的特性，所制备触媒粉材料微观组织均匀，与不加碳纤维粉粉末的金刚石合成触媒粉对 比具有与石墨粉相容性好、分散性好的优点，能够提高金刚石质量、提高合成的产量； 所述的触媒粉主料和碳纤维粉末重量比99:1，所述的碳纤维粉末直径为7 μ m，长度为 4 μ m~50 μ m，所述的触媒粉主料的直径为2 μ m~75 μ m，具有更好的效果。
[0014] 这样的制造方法可以制造出上述优点的金刚石触媒粉。
【具体实施方式】
[0015] 金刚石触媒粉主料简介：现有技术中，合成金刚石所使用的触媒粉就是触媒粉主 料，触媒粉主料是由含（Fe、Ni、Co)元素的金属材料经过一系列物理形状和化学组织性能变 化，通过一系列工艺制造方法制成的金属粉末，化学名称主要是Fe xNiyCoz金属粉末。
[0016] 金刚石合成简介：合成金刚石是用金刚石触媒粉与石墨粉混合均匀后经压制等工 艺合成的，在合成设备上，可以使用不同的、与石墨粉混合均匀性不一样的金刚石触媒粉来 调节合成金刚石效果，合成的金刚石在粒度峰值占比45/50时占比越大、块产越高，对合成 金刚石效果越好。
[0017] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容， 实施例1 : 取触媒粉主料100克，所述的触媒粉主料是FexNiyCcv^金粉末（下同），通过油温混料 机在105°C混合烘干后，冷却得到合成金刚石用第一触媒粉。
[0018] 实施例2: 取触媒粉主料99. 5克和0. 5克的碳纤维粉末，其中碳纤维粉末直径为7 μ m，长度为 4 μ m~50 μ m，通过油温混料机在105°C混合烘干后，冷却得到合成金刚石用第二触媒粉。
[0019] 实施例3: 取触媒粉主料99克和1克的碳纤维粉末，其中碳纤维粉末直径为7 μ m，长度为1 μ m~ 75 μ m，通过油温混料机在105°C混合烘干后，冷却得到合成金刚石用第三触媒粉。
[0020] 实施例4 : 取触媒粉主料98克和2克的碳纤维粉末，其中碳纤维粉末直径为7 μ m，长度为1 μ m~ 50 μm，通过油温混料机在105°C混合烘干后，冷却得到合成金刚石用第四触媒粉。
[0021] 实施例5: 取触媒粉主料99克和1克的碳纤维粉末，其中碳纤维粉末直径为6 μπι，长度为3 ym ~30 μ m，触媒粉主料的颗粒直径为1 μ m~60 μ m，通过油温混料机在105°C混合烘干后，冷 却得到合成金刚石用第五触媒粉。
[0022] 实施例6 : 取触媒粉主料99克和1克的碳纤维粉末，其中碳纤维粉末直径为7 μπι，长度为4 ym ~50 μ m，触媒粉主料的粉末颗粒直径为2 μ m~75 μ m，通过油温混料机在105°C混合烘干 后，冷却得到合成金刚石用第六触媒粉。
[0023] 实施例7 : 取触媒粉主料99克和1克的碳纤维粉末，其中碳纤维粉末直径为10 μ m，长度为8 μ m ~70 μ m，触媒粉主料的粉末颗粒直径为3 μ m~90 μ m，通过油温混料机在105°C混合烘干 后，冷却得到合成金刚石用第七触媒粉。
[0024] 下表1为各实施例所得到的各触媒粉的物理性能和用以制造金刚石的金刚石粒 度峰值产量、粒度峰值占比、块产等指标，比较各项性能数据可以看出，添加碳纤维粉末的 金刚石触媒粉比不加入碳纤维粉末的触媒粉效果良好，并且在触媒粉主料和碳纤维重量比 98~99. 5:0. 5~2是可行的；其中，所述的触媒粉主料和碳纤维重量比99:1具有更好的 效果。而且，所述的碳纤维粉末直径为7 μ m、长度为4 μ m~50 μ m，所述的触媒粉主料的直 径为2 μ m~75 μ m，效果最好。
[0025] 表 1
【主权项】
1. 一种含碳纤维粉的触媒粉，包括触媒粉主料，所属的触媒粉主料又包括FexNiyC〇z 金属粉末，其特征是：它还添加有碳纤维粉末，触媒粉主料和碳纤维粉末重量比98~ 99. 5:0? 5 ~2〇
2. 根据权利要求1所述的触媒粉，其特征是：所述的触媒粉主料和碳纤维粉末重量比 99:1〇
3. 根据权利要求1或2所述的触媒粉，其特征是：所述的碳纤维粉末直径为7ym，长度 为 4ym~50ym〇
4. 根据权利要求1或2所述的触媒粉，其特征是：所述的触媒粉主料的直径为2ym~ 75ym〇
5. 根据权利要求3所述的触媒粉，其特征是：所述的触媒粉主料的直径为2ym~ 75ym〇
6. -种含碳纤维粉的触媒粉的制造方法，包括以下步骤： a. 按重量比取触媒粉主料和碳纤维粉末98~99. 5:0. 5~2 ; b. 将上述的触媒粉主料和碳纤维通过油温混料机在105°C混合烘干后，冷却得到。
7. 根据权利要求6所述的制造方法，其特征是：所述的按重量比取触媒粉主料和碳纤 维粉末99:1。
8. 根据权利要求6或7所述的制造方法，其特征是：所述的碳纤维粉末直径为7ym，长 度为4ym~50ym，所述的触媒粉主料的直径为2ym~75ym。
【专利摘要】本发明属于合成金刚石用触媒粉领域。是一种含碳纤维的金刚石触媒粉和制造方法，含碳纤维的金刚石触媒粉是触媒粉主料还添加有碳纤维粉末，触媒粉主料和碳纤维粉末重量比98～99.5:0.5～2，所述的碳纤维粉末直径为7μm，长度为4μm～50μm，所述的触媒粉主料的直径为2μm～75μm，触媒粉的制造方法，按重量比取触媒粉主料和碳纤维粉末98～99.5:0.5～2，将上述的触媒粉主料和碳纤维粉末通过油温混料机在105℃混合烘干后，冷却得到，这样的触媒粉具有与石墨粉相容性好、分散性好的优点，能够通过金刚石质量、提高合成的产量，这样的制造方法可以制造出上述优点的金刚石触媒粉。
【IPC分类】B01J23-755, B01J3-06
【公开号】CN104772144
【申请号】CN201510132228
【发明人】黄松海, 李长青, 孟为民, 刘拾霞, 曹河周, 周亚杉
【申请人】河南黄河旋风股份有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年3月24日