本发明专利技术涉及聚晶金刚石前体材料及制备方法、聚晶金刚石及制备方法、聚晶金刚石复合材料及制备方法，属于超硬材料技术领域。本发明专利技术的聚晶金刚石前体材料的制备方法，采用湿法混料，先将金刚石颗粒、非离子表面活性剂和溶剂混匀，得到混合料，再将粉末状粘结剂加入混合料中，可使粉末状粘结剂在非离子表面活性剂的作用下均匀分散吸附在金刚石颗粒表面，形成金刚石颗粒与粉末状粘结剂的包裹体，经干燥后可得到组分均匀的聚晶金刚石前体材料。本发明专利技术的聚晶金刚石前体材料的制备方法可解决金刚石颗粒由于粒度小而在混合时易发生团聚，进而使得制备的聚晶金刚石微观结构差、组分分布不均的问题，可提高制备的聚晶金刚石的耐磨性和韧性。性。性。
【技术实现步骤摘要】
聚晶金刚石前体材料及制备方法、聚晶金刚石及制备方法、聚晶金刚石复合材料及制备方法
[0001]本专利技术涉及聚晶金刚石前体材料及制备方法、聚晶金刚石及制备方法、聚晶金刚石复合材料及制备方法，属于超硬材料
技术介绍
[0002]金刚石具有优良的弹性模量、抗压能力和物理、化学性能。自然界中存在的金刚石有两种，一种为卡博纳多(Carbonado，黑金刚石)，是由许多细粒金刚石与少量杂质聚结成的块状多晶体，晶粒间呈无序排列，无解理面，性能各向同性；另一种为巴拉斯(Ballas，玫红尖晶石)，外形似球形或橄榄形状，坚固的外壳由辐射状金刚石构成。大颗粒天然金刚石价格昂贵，而人造金刚石大单晶生长速度慢、合成时间长、成本高，价格比天然金刚石还贵。聚晶金刚石是将主要由金刚石颗粒和粘结剂组成的聚晶金刚石前体材料在高温高压下烧结而成，聚晶金刚石的抗冲击韧性、抗磨损性、耐热性、导热性、透光性等已超过天然金刚石。由于加入了金属、合金、陶瓷材料(非金属单质)等粉末状粘结剂，聚晶金刚石具有较高的抗冲击能力，因此聚晶金刚石的应用日益增长，已广泛应用于汽车、航空航天、电子、宝石加工、建筑等行业的刀具制造中。
[0003]由于超细金刚石颗粒(粒度小于1μm的金刚石颗粒)不但具备超硬材料的一般特性(极高硬度、导热性、耐磨性及化学稳定性等)，还具备比表面积大、化学活性高、熵值大等优点，所以由超细金刚石颗粒制备的聚晶金刚石具备更优异的性能，其在航天航空、半导体、拉丝等精密加工领域已广泛应用。但是由超细金刚石颗粒制备的聚晶金刚石在应用中常会由于耐磨性和韧性无法满足要求而导致使用寿命短、崩损、加工精度差等不良状况。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种聚晶金刚石前体材料的制备方法，可以解决目前采用超细金刚石颗粒在制备聚晶金刚石时存在制备的聚晶金刚石的耐磨性和韧性无法满足使用要求的问题。
[0005]本专利技术的第二个目的在于提供一种聚晶金刚石前体材料。
[0006]本专利技术的第三个目的在于提供一种聚晶金刚石的制备方法。
[0007]本专利技术的第四个目的在于提供一种聚晶金刚石。
[0008]本专利技术的第五个目的在于提供一种聚晶金刚石复合材料的制备方法。
[0009]本专利技术的第六个目的在于提供一种聚晶金刚石复合材料。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术的聚晶金刚石前体材料的制备方法所采用的技术方案为：
[0011]一种聚晶金刚石前体材料的制备方法，包括以下步骤：
[0012](1)将金刚石颗粒和非离子表面活性剂在溶剂中混匀，得到混合料；所述金刚石颗粒的粒度不大于1μm；
[0013](2)将粉末状粘结剂加入混合料中，混匀，干燥，得到聚晶金刚石前体材料。
[0014]本专利技术的聚晶金刚石前体材料的制备方法，采用湿法混料，先将金刚石颗粒、非离子表面活性剂和溶剂混匀，得到混合料，再将粉末状粘结剂加入混合料中，可使粉末状粘结剂在非离子表面活性剂的作用下均匀分散吸附在金刚石颗粒表面，形成金刚石颗粒与粉末状粘结剂的包裹体，该包裹体可均匀分散在溶剂中，经干燥后可得到组分均匀的混合粉体(聚晶金刚石前体材料)。本专利技术的聚晶金刚石前体材料的制备方法可解决金刚石颗粒由于粒度小而在混合时易发生团聚，进而使得制备的聚晶金刚石微观结构差、组分分布不均的问题，可提高制备的聚晶金刚石的耐磨性和韧性，进而避免在应用时出现使用寿命短、崩损、加工精度差等不良状况。
[0015]优选地，所述粉末状粘结剂选自铁粉、钴粉、镍粉、铝粉、钨粉、硼粉、硅粉中的一种或任意组合。优选地，所述粉末状粘结剂选自铁粉、钴粉、镍粉、铝粉、钨粉、硼粉、硅粉中的任意两种。优选地，所述粉末状粘结剂中，任意两种的质量比为(1～2):(3～4)。
[0016]可以理解的是，可以将粉末状粘结剂一次性加入混合料中，也可以将粉末状粘结剂分批次加入混合料中。为了更好地进行混合，避免固体颗粒之间的团聚，优选地，将粉末状粘结剂分批次加入混合料中。当粉末状粘结剂的种类大于等于2时，可以将不同类型的粉末状粘结剂混合后再分若干批次加入混合料中，也可以将粉末状粘结剂按种类分批加入混合料中。将粉末状粘结剂按种类分批加入混合料中时，可以将同一种类的粉末状粘结剂作为一批次加入混合料中，也可以将同一种类的粉末状粘结剂分若干批次加入混合料中，待同一种类的粉末状粘结剂加入完毕后，再加入下一种类的粉末状粘结剂。例如，当粉末状粘结剂由钴粉和钨粉两种粉末状粘结剂组成时，可以将钴粉和钨粉混合形成混合粉，然后将混合粉分为若干批次加入混合料中，也可以按种类将钴粉和钨粉依次作为两个不同的批次加入混合料中，也可以先将钴粉分为若干批次加入混合料中，再将钨粉分为若干批次加入混合料中。
[0017]优选地，步骤(2)中，将粉末状粘结剂按种类分批次加入混合料中；当粉末状粘结剂分n批次加入混合料中时，加入第m批次的粉末状粘结剂后，混合均匀，再加入质量不大于第m批次加入的粉末状粘结剂质量5％的非离子表面活性剂，混合均匀后再加入下一批次的粉末状粘结剂，加入第n批次的粉末状粘结剂后，再进行所述混匀；所述n≥2，1≤m≤n
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1。将粉末状粘结剂按种类分批次加入混合料中，然后在各批次加入粉末状粘结剂后再加入非离子表面活性剂，可以使各批次加入的粉末状粘结剂均匀分散并分层包裹在金刚石颗粒表面，进而使得各组分均匀分布于金刚石颗粒周围，从而进一步提高聚晶金刚石前体材料中各组分的均匀性。粉末状粘结剂分批分层包裹金刚石颗粒的过程如图1所示。
[0018]优选地，步骤(2)中，将同种粉末状粘结剂作为一个批次加入混合料中。
[0019]优选地，步骤(2)中，加入第m批次的粉末状粘结剂后进行混合均匀的时间为0.5～6h。例如，步骤(2)中，加入第m批次的粉末状粘结剂后进行混合均匀的时间为4h。
[0020]优选地，步骤(2)中，加入非离子表面活性剂后进行混合均匀时间为0.5～4h。例如，步骤(2)中，加入非离子表面活性剂后进行混合均匀时间为2h。
[0021]优选地，所述金刚石颗粒的粒度为0.1～1μm。进一步优选地，所述金刚石颗粒的粒度为0.1～0.6μm。例如，所述金刚石颗粒的粒度为0.2～0.6μm。金刚石颗粒的粒度为0.1～1μm，具备超硬材料的一般特性(极高硬度、导热性、耐磨性及化学稳定性等)，还具备比表面
积大、化学活性高、熵值大等优点。
[0022]优选地，所述金刚石颗粒和粉末状粘结剂的质量比为(50～99):(1～50)。例如，所述金刚石颗粒和粉末状粘结剂的质量比为(80～90):(10～20)。
[0023]优选地，步骤(1)中，所述混匀的方法包括以下步骤：先将金刚石颗粒加入溶剂中，然后在搅拌条件下再加入非离子表面活性剂，搅拌至混合均匀。
[0024]优选地，步骤(1)中，制备混合料时所用的非离子表面活性剂的质量不大于所述金刚石颗粒质量的5％。例如，步骤(1)中，制备混合料时所用的非离子表面活性剂的质量不大于所述金刚石本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种聚晶金刚石前体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将金刚石颗粒和非离子表面活性剂在溶剂中混匀，得到混合料；所述金刚石颗粒的粒度不大于1μm；(2)将粉末状粘结剂加入混合料中，混匀，干燥，得到聚晶金刚石前体材料。2.如权利要求1所述的聚晶金刚石前体材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，将粉末状粘结剂按种类分批次加入混合料中；当粉末状粘结剂分n批次加入混合料中时，加入第m批次的粉末状粘结剂后，混合均匀，再加入质量不大于第m批次加入的粉末状粘结剂质量5％的非离子表面活性剂，混合均匀后再加入下一批次的粉末状粘结剂，加入第n批次的粉末状粘结剂后，再进行所述混匀；所述n≥2，1≤m≤n
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1。3.如权利要求1或2所述的聚晶金刚石前体材料的制备方法，其特征在于，所述粉末状粘结剂选自铁粉、钴粉、镍粉、铝粉、钨粉、硼粉、硅粉中的一种或任意组合。4.如权利要求1或2所述的聚晶金刚石前体材料的制备方法，其特征在于，所述金刚石颗粒和粉末状粘结剂的质量比为(50～99):(1～50)。5.如权利要求1或2所述的聚晶金刚石前体材料的制备方法，其特征在于，所述金刚石颗粒的粒度为0.1～1μm。6.如权利要求1或2所述的聚晶金刚石前体材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，制备混合料时所用的非离子表面活性剂的质量不大于所述金刚石颗粒质量的5％。7.如权利要求1或2所述的聚晶金刚石前体材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂选自水、醇类溶剂、酮类溶剂中的一种或...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵东鹏，李锦程，高华，陈政生，方海江，
申请(专利权)人：河南四方达超硬材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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