一种八面体金刚石的合成方法技术

技术编号:34856844 阅读:77 留言:0更新日期:2022-09-08 07:58
本发明专利技术公开了一种八面体金刚石的合成方法,包括配制合金触媒粉末,将高纯石墨粉添加LiAlH4后与合金触媒粉末混合,得到原料,放入高速湿法造粒机中进行混合造粒,将颗粒混合料加入模具中,得到芯柱片,在芯柱片之间布种后堆叠压制得到芯柱,将芯柱置于真空炉中,去除分散溶剂、氧等杂质,出炉后将芯柱真空包装,将芯柱放入金刚石合成块中,然后放入六面顶压机中进行合成。本发明专利技术的有益效果是通过调整合金触媒粉末的不同比例,与高纯石墨粉混合,并且在高纯石墨粉中均匀加入LiAlH4,并采用压力多段缓升、功率多段缓升的合成工艺,能够更好的控制特殊晶型八面体金刚石的生长;本发明专利技术合成的八面体金刚石晶型一致性好,晶面完整度高,纯净度高且抗冲指标较高。纯净度高且抗冲指标较高。纯净度高且抗冲指标较高。

【技术实现步骤摘要】
一种八面体金刚石的合成方法


[0001]本专利技术涉及人造金刚石
,具体为一种八面体金刚石的合成方法。

技术介绍

[0002]人造金刚石具有硬度高、耐磨性好、导热性能优异、化学稳定性强、低热膨胀系数等特点,已被广泛应用于磨削、修整及钻探等工具、光学窗口材料、电极材料、生物传感器、量子信息计算与处理、航空、航天、国防等领域。人造金刚石作为修整和磨削工具制作的主要材料之一,其锋利度和耐磨度直接决定了制成工具的应用性能。普通金刚石因晶型一致性差,尖角不凸出,且棱角强度较低,造成了所制成的修整和磨削工具的锋利度和耐磨度较差。八面体金刚石作为一种新型的超硬材料产品,因其具有较好的晶型一致性和较高的晶面强度,从而具有锋利度高,耐磨性好等特点,能够显著提高相关产品性能,适于高精、高效修整和磨削领域的应用。该类金刚石具有广阔的发展空间和应用前景,市场潜力巨大。但目前,这种八面体金刚石的人工合成一般采用大幅提高合成温度的方法,该方法合成的八面体金刚石不仅表面烧蚀严重,且晶面对称性较低,得出率一般在5%以下,成本较高,难以满足工业生产的实际应用,尤其是质量优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种八面体金刚石的合成方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:1).选取合金粉末按一定成分比配制成合金触媒粉末,将高纯石墨粉添加LiAlH4后与所述合金触媒粉末混合,加入分散剂得到原料;2).将步骤1)中的所述原料放入高速湿法造粒机中进行混合造粒,得到100目以内的颗粒混合料;3).将步骤2)中的所述颗粒混合料加入模具中,采用四柱压机压制得到厚度为1.5

5.0mm的芯柱片;4).将步骤3)中的所述芯柱片堆叠,在每两个相邻的所述芯柱片之间布种,将堆叠布种后的所述芯柱片用四柱压机压制得到直径为41
±
0.05mm、高度为44.5
±
0.05mm的芯柱;5).将步骤4)中的所述芯柱置于真空炉中,在1100℃

1500℃下真空处理,去除分散溶剂、氧等杂质,出炉后将所述芯柱真空包装;6).将步骤5)中的所述芯柱放入金刚石合成块中,然后将所述金刚石合成块放入六面顶压机中进行合成,实际合成压力和温度分别采用控制压力曲线和控制功率曲线保证,采用压力多段缓升、功率多段缓升方法进行合成。2.根据权利要求1所述的一种八面体金刚石的合成方法,其特征在于:步骤1)中所述合金触媒粉末的目数为500目以细,且所述合金触媒粉末的元素成分比为:Fe:50

80%,Co:5

10%,Al:0.5

1.2%,Ti:0.2

0.5%,Cu:0.3

0.8%,Nb:0.1

0.3%,余量为Ni。3.根据权利要求2所述的一种八面体金刚石的合成方法,其特征在于:步骤1)中所述高纯石墨粉的目数为500目以细,所述高纯石墨粉的杂质含量在20ppm以下。4.根据权利要求3所述的一种八面体金刚石的合成方法,其特征在于:步骤1)中所述石墨粉形貌为片状。5.根据权利要求4所述的一种八面体金刚石的合成方法,其特征在于:步骤1)中所述LiAlH4的添加量为所述石墨粉总量的0.8%

1.2%。6.根据权利要求5所述的一种八面体金刚石的合成方法,其特征在于:步骤1)中所述分散剂为碳酸二乙酯,新戊烷,二甲醚,丁二酸二甲酯;,可以选择以上的一种或多种。7.根据权利要求6所述的一种八面体金刚石的合成方法,其特征在于:所述控制压力曲线为:将六面顶压机以大于2MPa的速度从0加压到45

50MPa开始加热,停止加压,保持500

600S后继续加压,并将压力在10

20S内加压至60

63MPa,停止加压,保持150

200S,将压力在2200

2350S内提高到63

64MPa,再将压力在2400

2700S内提高到67

68MPa,保持150

300S,再将压力在1500

2000S内提高到71

72MPa,再将压力在800

1000S内提高到73

74MPa保持250

350S,然后自然卸压;所述控制功率曲线为:起始功率为3000

3500W,将功率在10

25S内上调至6850

7000W,保持450

650S,然后将功率在15

20S内下调至6600

6800W,保持20

【专利技术属性】
技术研发人员:陈卫民杨西滨黄灵利王广阁郭风蒙任青瑞
申请(专利权)人:山东昌润钻石股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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