一种针条状单晶金刚石及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种针条状单晶金刚石及其制备方法，属于人造金刚石技术领域，该针条状单晶金刚石的制备方法包括以下步骤：(1)将芯柱和合成块组装后得到组装块，芯柱包括两端的隔热材料和隔热材料之间的碳源和触媒；(2)将组装块放入静高压设备中先加压至≥5GPa，再升温至≥1000℃，控制金刚石成核，保温保压进行金刚石的定向生长，生长时间≥30min；(3)生长结束后，降温降压后取出试样，去除剩余的碳源和触媒，得到所述的针条状单晶金刚石。本发明专利技术方法步骤简单高效，且不使用晶种，制得的针条状金刚石单晶长径比≥4，产出率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于人造金刚石，具体涉及一种针条状单晶金刚石及其制备方法。

技术介绍

1、金刚石具有高硬度、高热导率、化学性质稳定、耐腐蚀性优异等特性，广泛应用于机械加工、石油钻探、国防军工等领域。金刚石分为天然金刚石和人造金刚石；天然金刚石在自然界中极其稀有，基本属于不可再生资源，仅分布在全球少数区域；人造金刚石是近年来的超硬材料研究领域的热点，其成本明显低于天然金刚石，可用于掺杂，在某些物理性能上可以媲美甚至远超于天然金刚石。

2、目前人造金刚石的合成，普遍采用的是温度梯度法，利用触媒的催化使得碳源在高温高压下转化为金刚石；合成腔体内必须具有合适的温度差δt，金刚石生长的驱动力由温度差提供。相比于传统化学气相沉积法，温度梯度法合成晶体的晶面不受限于籽晶晶面的大小。

3、公开号为cn114029002a的中国专利文献公开了一种单晶金刚石的合成方法，该方法主要以活化的石墨粉体及金刚石晶种为混合碳源，先结合溶胶-凝胶法和原位还原法制备含有催化剂的烧结前驱体颗粒，再通过将该烧结前驱体颗粒置于形成温度梯度的单晶金刚石合成装置中进行高温高压处理合本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种针条状单晶金刚石的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的针条状单晶金刚石的制备方法，其特征在于，所述的碳源为碳质材料或含碳材料，碳质材料包括碳棒、金刚石、石墨、碳纤维或碳纳米管，含碳材料包括石油焦、沥青、煤焦油或植物炭。

3.根据权利要求1所述的针条状单晶金刚石的制备方法，其特征在于，所述的触媒为过渡金属单质或过渡金属合金，所述的过渡金属单质为Fe、Ni或Co，所述的过渡金属合金为镍锰合金、铁镍合金、铁钴合金或铁镍钴合金。

4.根据权利要求1所述的针条状单晶金刚石的制备方法，其特征在于，所述的隔热材料包括氧化锆、氧化镁或...

【技术特征摘要】

1.一种针条状单晶金刚石的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的针条状单晶金刚石的制备方法，其特征在于，所述的碳源为碳质材料或含碳材料，碳质材料包括碳棒、金刚石、石墨、碳纤维或碳纳米管，含碳材料包括石油焦、沥青、煤焦油或植物炭。

3.根据权利要求1所述的针条状单晶金刚石的制备方法，其特征在于，所述的触媒为过渡金属单质或过渡金属合金，所述的过渡金属单质为fe、ni或co，所述的过渡金属合金为镍锰合金、铁镍合金、铁钴合金或铁镍钴合金。

4.根据权利要求1所述的针条状单晶金刚石的制备方法，其特征在于，所述的隔热材料包括氧化锆、氧化镁或氧化钐。

5.根据权利要求1所述的针条状单晶金刚石的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓丽芬，郝敬林，吴及时，崔喜伟，毛荣琪，赵思壮，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：