本发明专利技术属于人工合成金刚石用触媒材料技术领域，其由一种含锌、铅、铋、镧、铜、钙、锡、锂、硼、磷、硫等元素中的一种或几种元素合成。其用于金刚石合成的方法为：采用石墨原料为二砂石墨，触媒为：Ｎｉ重量比３０％，Ｆｅ重量比７０％的普通铁镍粉末合金，本发明专利技术所述合成金刚石成核抑制剂用量为石墨的０．１－５％，触媒用量为石墨的２５％－４０％。通过简单的机械球磨使粉末触媒原料、成核抑制剂和石墨粉均匀混合，等静压密实化，再经过破碎造粒、成型和氢还原烧结，制得的石墨棒即可直接用于金刚石合成。其可适当减少成核数量，提高晶核分布的均匀性，减少或基本避免聚晶的形成。
【技术实现步骤摘要】
合成金刚石成核抑制剂
本专利技术属于人工合成金刚石用触媒材料
，特指一种含锌、铅、铋、镧、铜、钙、锡、锂、硼、磷、硫等元素中的一种或几种元素的合成金刚石成核抑制剂。
技术介绍
人造金刚石工业生产，一般以石墨原料为原料，加入合金触媒(例如Fe，Ni，Mn，Co等形成的合金)，在高温高压将石墨部分转化为金刚石。郑日升等“人造金刚石成核条件研究”，矿冶工程，1994(04)，人造金刚石生长包含两个过程：一是形成晶核，碳原子在高温高压条件下，由于金属的参与而发生晶格变化，致使金刚石成核；二是长大，金刚石晶核形成后，源源不断的碳源在金刚石核上发生聚集，致使金刚石长大。形成晶核的数量、分散均匀性是金刚石合成的关键。成核数量太多，晶核密集就会使晶体的生长收到限制，晶体相互粘连形成聚晶；成核数量太少则产量降低。唐敬友等“静压法合成金刚石的成核研究”金刚石与磨料磨具工程，2001(02)，认为压力是控制金刚石成核的有效参数，而温度不宜作为金刚石成核的控制参数。这在工业生产中不易做到。吕海波等“种晶法控制金刚石成核的合成工艺研究”，人工晶体学报1997(01)，提出用金刚石晶种规则排列，得到了粒度分布比较集中的金刚石产品。该方法不适合大规模工业生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种合成金刚石成核抑制剂，其可适当减少成核数量，提高晶核分布的均匀性，减少或基本避免聚晶的形成。本专利技术的技术方案是以含锌、铅、铋、镧、铜、钙、锡、锂、硼、磷、硫等元素中的一种或几种元素的化合物作为合成金刚石成核抑制剂。其用于金刚石合成的方法为：采用石墨原料为二砂石墨，触媒为：Ni重量比30％，Fe重量比70％的普通铁镍粉末合金，本专利技术所述合成金刚石成核抑制剂用量为石墨的0.1-5％，触媒用量为石墨的25％-40％。通过简单的机械球磨使粉末触媒原料、成核抑制剂和石墨粉均匀混合，等静压密实化，再经过破碎造粒、成型和氢还原烧结，制得的石墨棒即可直接用于金刚石合成。本专利技术的优点：(1)适当提高金刚石成核阈值，减少成核数量，提高晶核分布的均匀性，减少或基本避免聚晶的形成。(2)-->产生的液相物质使金刚石的生长过程类似于从液相生长，根据泡林的晶体生长中的吝惜规则，这些杂质就可以通过液相向外扩散。从而提高晶体的纯度、透明性，也改善了晶体颗粒的完整性。(3)金刚石粉体的粒径分布集中，石墨转化率高，粒径分布可以调控。具体实施方式：先将合成抑制剂与石墨粉在不锈钢容器中混合，再按比例加入铁镍触媒粉，用混料机均匀；用等静压将混合料致密化(压力不小于200MPa)；二次破碎造粒后，用合金钢模具成型。在420缸径，6×14000KN六面顶压机上，利用37mm×37mm×37mm，23腔体粉压块合成。实施例中的成核抑制剂化学成分：实施例1：B：13.2％Li：12％Cu：50％其余为C，N，H，(在氢还原过程中部分除去)实施实例2：B：5.4％Li：3.4％Cu：24.1％其余为C，N，H，Cl(在氢还原过程中部分除去)实施实例3：P：12.2％Zn：37.8％Cu：48.0％其余为C，N，H，O(在氢还原过程中部分除去)实施实例4：La：17.1％Li：14.0％Cu：48.0％其余为C，N，H，O(在氢还原过程中部分除去)实施实例5：B：17.6％Li：11.0％Bi：59.0％其余为C，N，H，O(在氢还原过程中部分除去)所有实施实例中，石墨和粉末触媒(Ni重量比30％，Fe重量比70％)的重量比均为75∶25。成核抑制剂用量为石墨和粉末触媒总重量的1-5％(见表中数据)。金刚石合成抑制剂中，钙、锂、镁、锌属于同等功能元素，只需含有其中的一种即可。铅、铋、铜、锡属于同等功效元素，只需含有其中的一种即可。-->实施后主要效果：在石墨—金刚石转化率接近，同时其他性能指标不低于利用传统Fe/Ni合金粉末触媒(70％Fe，30％Ni)合成的金刚石情况下，利用本专利技术合成金刚石时，金刚石颗粒尺寸分布与传统Fe/Ni粉末合金触媒法合成金刚石颗粒尺寸分布比较如下：实施实例1 30/35目 35/40目 40/45目 45/50目 50/60目 60/70目 其它 无抑制剂 触媒：25％ 石墨：75％ 9.2％ 14.2％ 17.4％ 17.1％ 17.6％ 16.2％ 8.3％ 抑制剂1％ 9.6％ 10.1％ 23.3％ 24.8％ 18.5％ 8.7％ 5.0％ 抑制剂2％ 9.8％ 8.5％ 26.3％ 33.8％ 14.6％ 2.7％ 4.3％ 抑制剂3％ 10.1％ 12.4％ 33.2％ 29.5％ 9.1％ 2.1％ 4.5％实施实例2 30/35目 35/40目 40/45目 45/50目 50/60目 60/70目 其它 无抑制剂 触媒：25％ 石墨：75％ 9.2％ 14.2％ 17.4％ 17.1％ 17.6％ 16.2％ 8.3％ 抑制剂1.5％ 9.8％ 11.1％ 23.1％ 22.8％ 18.5％ 8.7％ 6.0％ 抑制剂2.5％ 8.2％ 9.8％ 25.3％ 31.2％ 12.6％ 7.7％ 5.3％ 抑制剂5.0％ 10.1％ 15.4％ 32.2％ 23.7％ 12.1％ 2.4％ 4.1％实施实例3 30/35目 35/40目 40/45目 45/50目 50/60目 60/70目 其它 无抑制剂 触媒：25％ 石墨：75％ 9.2％ 14.2％ 17.4％ 17.1％ 17.6％ 16.2％ 8.3％ 抑制剂0.5％ 10.6％ 10.1％ 24.6％ 20.8％ 17.5％ 10.7％ 5.7％ 抑制剂1.0％ 8.8％ 11.2％ 26.5％ 28.8％ 14.6％ 5.7％ 4.4％ 抑制剂2.0％ 8.5％ 13.4％ 29.1％ 24.0％ 19.0％ 2.3％ 4.2％实施实例4 30/35目 35/40目 40/45目 45/50目 50/60目 60/70目 其它 无抑制剂 触媒：25％ 石墨：75％ 9.2％ 14.2％ 17.4％ 17.1％ 17.6％ 16.2％ 8.3％ 抑制剂1％ 10.0％ 12.1％ 20.3％ 22.4％ 18.5％ 11.7％ 5.0％ 抑制剂2％ 9.8％ 12.5％ 25.3％ 24.3％ 15.6％ 7.9％ 4.6％ 抑制剂3％ 11.1％ 11.8％ 29.2％ 28.2％ 11.1％ 4.1％ 4.5％实施实例5--> 30/35目 35/40目 40/45目 45/50目 50/60目 60/70目 其它 无抑制剂 触媒：25％ 石墨：75％ 9.2％ 14.2％ 17.4％ 17.1％ 17.6％ 16.2％ 8.3％ 抑制剂1％ 9本文档来自技高网...
【技术保护点】
合成金刚石成核抑制剂，其特征是以含锌、铅、铋、镧、铜、钙、锡、锂、磷、硫等元素中的一种或几种元素的化合物作为合成金刚石成核抑制剂，用量为石墨的０．１－５％。
【技术特征摘要】
1.合成金刚石成核抑制剂，其特征是以含锌、铅、铋、镧、铜、钙、锡、锂、磷、硫等元...
【专利技术属性】
技术研发人员：李坤，曹大呼，陆刚，倪仁良，
申请(专利权)人：江苏工业学院，常州市润洋超硬材料有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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