用于合成金刚石的片状触媒制造技术

本发明专利技术公开了一种用于合成金刚石的片状触媒，其特点是：以低碳钢或纯铁为基体，基体表面覆盖有镍、钴或镍钴层。其生产方法是采用电镀的方法使镍、钴或镍钴附着于基体表面，其主要工艺流程为：低碳钢带或纯铁带→连续电镀镍、钴或镍钴→热扩散退火处理→激光热冲击处理→硬化冷精轧→纵切分条→冲压→表面处理→分选→包装。经反复实验显示，利用该触媒合成金刚石，具有合成范围宽，合成稳定性好的特点，生产的金刚石颜色深黄，晶形好，透明度高，粒度均匀，达到甚至超过目前广泛使用的镍锰钴触媒的合成效果。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于合成金刚石的片状触媒。
技术介绍
众所周知用于合成金刚石触媒的主要成分中最佳是钴、镍两种成分，由于金属钴、镍都属贵金属，钴最高曾到65万元/吨，镍最高曾到12.5万元/吨，因此人们纷纷在研究无钴少镍的合金做触媒材料，我们可以看到中国专利公报上1995年2月1日公开的“镍、铁基触媒合金及其制作方法”，其合金组分(重量％)Fe为15-25％、Mn为10-20％、Cr为0.5-1.2％、Ni为余量，制作方法采用是真空熔炼-轧制法。再如1997年5月7日公开的“一种Ni基稀土无Co触媒合金及其生产方法”，其主要组分(重量％)为Ni55-75、Mn25-32、Cr3-5，其生产方法也是真空熔炼-轧制法。而生产中常用的镍锰钴触媒其组分(重量％)为镍70％，钴5％，锰25％，因此，从公开的技术方案来看，镍的用量仍然很大，成本仍然很高。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种在保证金刚石质量不低于现有技术的情况下能使触媒成本大大降低的合成金刚石片状的触媒及其生产方法。本专利技术采用的技术方案是以低碳钢或纯铁为基体，基体表面覆盖有镍、钴或镍钴层。其化学成分(重量％)为镍1-15％、钴0-5％，其余为铁。其生产方法的特点是采用电镀的方法使镍、钴或镍钴附着于基体表面，其主要工艺流程为低碳钢带或纯铁带→连续电镀镍、钴或镍钴→热扩散退火处理→激光热冲击处理→硬化冷精轧→纵切分条→冲压→表面处理→分选→包装。电镀镀层厚度为1-50微米。由于在高温高压合成金刚石过程中，碳素仍维持固态，而触媒则处于熔融或半熔融状态，人们把熔融的触媒比作一个浴池，碳原子受热后产生运动，向触媒熔区扩散，进入熔池，金刚石就生长在触媒和碳片的交界处，故只要触媒片的表面为镍钴金属就能起到足够的催化作用。而触媒片的中间基体可以采用廉价的金属替代，以低碳钢或纯铁替代金属镍钴，可很大幅度降低触媒的生产成本，具有显著的经济效益和社会效益。与现有技术相比，本专利技术有以下特点1.现有触媒成本较高，本专利技术的触媒仅在铁基体上覆盖了镍或钴或镍钴层，镍钴用量相当少，因而可以节省大量的贵金属镍钴。2.生产工艺与现有技术差别很大，不需要通过金属熔炼，铸锭及热轧工艺，直接通过连续电镀的方法在低碳钢带或纯铁带电镀镍、钴或镍钴，大大简化了生产工艺流程。3.经反复实验显示，利用该触媒合成金刚石，具有合成范围宽，合成稳定性好的特点，生产的金刚石颜色深黄，晶体好，透明度高，粒度均匀，达到甚至超过目前广泛使用的镍锰钴触媒的合成效果。本专利技术的主要优势为以低碳钢或纯铁替代金属镍钴，可很大幅度降低触媒的生产成本，具有显著的经济效益和社会效益。具体实施例方式实施方式一取低碳钢带镀以镍10％、钴3％的电镀层，镀层厚30微米。其生产的主要工艺流程为低碳钢带或纯铁带→连续电镀镍钴→热扩散退火处理→激光热冲击处理→硬化冷精轧→纵切分条→冲压→表面处理→分选→包装。实施方式二到十的生产工艺与实施例一相同，只是电镀组分的重量百分比不同，现列表如下 总之，实施方式可在钴0-5，镍1-15，余量为铁的范围任意挑选组合。效果都不会低于现有无钴少镍技术效果。权利要求1.一种用于合成金刚石的片状触媒，其特征是以低碳钢或纯铁为基体，基体表面覆盖有镍、钴或镍钴层。2.根据权利要求1所述的合成金刚石的片状触媒，其特征是化学成分(重量％)为镍1-15％、钴0-5％，其余为铁。3.一种如权利要求1所述的合成金刚石的片状触媒的生产方法，其特征在于采用电镀的方法使镍、钴或镍钴附着于基体表面，其主要工艺流程为低碳钢带或纯铁带→连续电镀镍、钴或镍钴→热扩散退火处理→激光热冲击处理→硬化冷精轧→纵切分条→冲压→表面处理→分选→包装。4.根据权利要求3所述的合成金刚石的片状触媒，其特征在于电镀镀层厚度为1-50微米。全文摘要本专利技术公开了一种用于合成金刚石的片状触媒，其特点是以低碳钢或纯铁为基体，基体表面覆盖有镍、钴或镍钴层。其生产方法是采用电镀的方法使镍、钴或镍钴附着于基体表面，其主要工艺流程为低碳钢带或纯铁带→连续电镀镍、钴或镍钴→热扩散退火处理→激光热冲击处理→硬化冷精轧→纵切分条→冲压→表面处理→分选→包装。经反复实验显示，利用该触媒合成金刚石，具有合成范围宽，合成稳定性好的特点，生产的金刚石颜色深黄，晶形好，透明度高，粒度均匀，达到甚至超过目前广泛使用的镍锰钴触媒的合成效果。文档编号B01J23/74GK1511635SQ02139879公开日2004年7月14日 申请日期2002年12月27日 优先权日2002年12月27日专利技术者张树芳, 陈建海, 赵彬强 申请人:湖南三一新材料有限公司 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于合成金刚石的片状触媒，其特征是：以低碳钢或纯铁为基体，基体表面覆盖有镍、钴或镍钴层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：张树芳，陈建海，赵彬强，
申请(专利权)人：湖南三一新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]