【技术实现步骤摘要】
一种具有良好导热性能的聚晶金刚石复合片及其制备方法
本专利技术属于金刚石与硬质合金复合材料
，具体涉及一种具有良好导热性能的聚晶金刚石复合片及其制备方法。
技术介绍
聚晶金刚石复合片是由金刚石粉与硬质合金基体在高温高压环境下烧结而成的复合材料，它是由聚晶金刚石层和硬质合金基体构成，由于聚晶金刚石层硬度高、耐磨性好，加上硬质合金基体的良好韧性和可焊性，使其在地质与矿产钻探、非金属材料加工及有色金属切削中得到广泛应用。现有技术中，采用钴、镍、铁作为结合剂制作的聚晶金刚石复合片，由于钴的催化作用，金刚石颗粒之间相互直接烧结一起形成金刚石-金刚石结合结构，该结构的聚晶金刚石是由具有相连骨架结构的金刚石相和分布金刚石颗粒之间的孔隙空间中金属相组成，制作的聚晶金刚石复合片具有较高的耐磨性能。但是由于金刚石与金属相的润湿性极差，两相结合不紧密会造成很多结构缺陷和空隙，致使聚晶金刚石界面处形成了很大的热阻，导致其热导率远远未能达到预期。对金刚石颗粒表面进行表面处理，如：表面镀覆是解决该问题的主要研究思路，由于金刚石表面...
【技术保护点】
1.一种具有良好导热性能的聚晶金刚石复合片，其特征在于，包括硬质合金基体和设于硬质合金基体上的聚晶金刚石层，所述聚晶金刚石层包括以下重量百分比的原料：石墨烯包覆金刚石微粉80～90%、金刚石微粉5～10.5%、碳纳米管0.2～0.3%、石墨烯0.1～0.2%和结合剂4.7～9%。/n
【技术特征摘要】
1.一种具有良好导热性能的聚晶金刚石复合片，其特征在于，包括硬质合金基体和设于硬质合金基体上的聚晶金刚石层，所述聚晶金刚石层包括以下重量百分比的原料：石墨烯包覆金刚石微粉80～90%、金刚石微粉5～10.5%、碳纳米管0.2～0.3%、石墨烯0.1～0.2%和结合剂4.7～9%。
2.根据权利要求1所述的具有良好导热性能的聚晶金刚石复合片，其特征在于，所述石墨烯包覆金刚石微粉是由2～4µm、5～10µm、8～12µm、20～25µm四种粒径分布的微粉组成，其中，四种粒径在石墨烯包覆金刚石微粉中的重量百分含量分别为5～15%、15～17%、25～28%、45～50%。
3.根据权利要求1所述的具有良好导热性能的聚晶金刚石复合片，其特征在于，所述金刚石微粉为亚微米金刚石微粉，其粒径为0.5～1.0μm。
4.根据权利要求1所述的具有良好导热性能的聚晶金刚石复合片，其特征在于，所述石墨烯为厚度6～8nm、宽5μm的石墨烯纳米片；所述碳纳米管为多壁碳纳米管，多壁碳纳米管的外径为5～10nm、长度为5～20μm。
5.根据权利要求1所述的具有良好导热性能的聚晶金刚石复合片，其特征在于，所述结合剂由以下重量百分比的原料组成：Co粉95～98%、Ni粉1.5～4%、W粉0.2～0.4%、Ta粉0.15～0.3%、Mo粉0.1～0.2%和稀土元素0.05～0.1%。
6.根据权利要求5所述的具有良好导热性能的聚晶金刚石复合片，其特征在于，所述稀土元素为Nd、Pr或Pm；所述Co粉、Ni粉、W粉、Ta粉、Mo粉的粒径为20～40nm，稀土元素的粒径为30～40nm。
7.权利要求1～6任一所述具有良好导热性能的聚晶金刚石复合片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）混料：按比例称取金刚石微粉、石墨烯和碳纳米管，分别加入丙酮溶液中，超声波震荡分散0.5～1h，得到金刚石微粉分散液、石墨烯分散液、碳纳米管分散液；然后对石墨烯分散液进行搅拌，并将碳纳米管分散液加入到石墨烯分散液中，加入完毕搅拌20～30min，得到碳纳米管分散液和石墨烯分散液的混合分散液，再将金刚石微粉分散液加入到碳纳米管分散液和石墨烯分散液的混合分散液中，加入完毕搅拌20～30min后，进行真空干燥，得到金刚石微粉、石墨烯和碳纳米管的混合粉末；最后再按比例称取石墨烯包覆金刚石微粉以及结合剂，将石墨烯包覆金刚石微粉、结合剂与金刚石微粉、石墨烯和碳纳米管的混合粉末混合均匀得到聚晶金刚石层粉末；
2）复合体组装：将步骤1）中的聚晶金刚石层粉末倒入金属器皿中刮平，再将...
【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，卢灿华，朱培，宋子衡，包玉合，
申请(专利权)人：中南钻石有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41
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