合成金刚石用介质材料及其组成的介质制造技术

合成金刚石用介质材料及其组成的介质，属于合成金刚石用辅助材料及设备技术领域。合成金刚石用介质由外层的密封层和内层的传压层组成，密封层和传压层主要由白云石和滑石制成。密封层和传压层中白云石和滑石的重量比为８０－８５∶２０－１５。白云石和滑石中加入占二者重量比５－９％的水玻璃。密封层由３０％１０－１８目的白云石和滑石粗料、５０％１８－３６目的白云石和滑石中料、２０％３６目以下的白云石和滑石细料和占上述总重量比５－７％的水玻璃制成，传压层由８０目以下的白云石和滑石细料和占其重量比７－９％的水玻璃制成。本发明专利技术的介质材料性能稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于合成金刚石用辅助材料及设备
，特别涉及一种合成金刚石用复合传压密封介质材料及用该材料制成的介质。
技术介绍
在采用顶压机进行金刚石合成时，需要把石墨片置于介质内的腔体中，介质材料为叶腊石。叶腊石中有结晶水，在高温、高压条件下，叶腊石会发生相变，使叶腊石转变为柯晶石、蓝石英，其转变过程伴随着体积收缩，使合成腔内的压力下降，传压、密封性能下降。同时，在加热过程中，密封的合成腔体中结晶水分解形成氢、氧气，氢、氧杂质影响金刚石的成核和长大，氢、氧杂质也有可能进入晶体内部、或者以金属氧化物的形式存在于金刚石晶体内部，影响金刚石产品的质量。并且，水对硬质合金顶锤的使用寿命有很大影响。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种性能稳定的合成金刚石用介质材料及其组成的介质-复合传压密封介质。为达上述目的，本专利技术采用如下技术方案合成金刚石用介质材料，主要由白云石和滑石制成。白云石和滑石的重量比为80-85∶20-15。白云石和滑石中加入占二者重量比5-9％的水玻璃。对于密封层，由30％10-18目的白云石和滑石粗料、50％18-36目的白云石和滑石中料、20％36目以下的白云石和滑石细料和占上述总重量比5-7％的水玻璃制成。对于传压层，由80目以下的白云石和滑石细料和占其重量比7-9％的水玻璃制成。合成金刚石用介质，由外层的密封层和内层的传压层组成，密封层和传压层主要由白云石和滑石制成。密封层和传压层中白云石和滑石的重量比为80-85∶20-15。白云石和滑石中加入占二者重量比5-9％的水玻璃。密封层由30％10-18目的白云石和滑石粗料、50％18-36目的白云石和滑石中料、20％36目以下的白云石和滑石细料和占上述总重量比5-7％的水玻璃制成，传压层由80目以下的白云石和滑石细料和占其重量比7-9％的水玻璃制成。本专利技术的合成金刚石用介质中，密封层和传压层分别通过混合传压层材料和水玻璃、密封层材料和水玻璃、注入模具模压、烘干制成。本专利技术材料制成的合成金刚石用介质在大腔体粉状工艺和大腔体片状工艺中的应用取得了显著效果。它降低了复合介质的热传导性，使合成腔体中心与边缘部分的温度梯度变小；避免了合成腔体相变问题，使得在合成金刚石过程中保持一个稳定的压力场；可降低复合介质预处理温度，缩短合成时间；使合成工艺稳定，重复性好。与传统的叶腊石传压介质相比，可降低合成压力3-4MPa，设备使用寿命得以延长；复合内衬导热率低，可均衡合成腔体内部温度分布，顶锤内应力减小，可显著降低顶锤消耗；可降低合成电流120-200A，合成金刚石能耗明显降低；传压层在高温下有微量膨胀，可有效补充内压损失，单次合成产量提高5％；由于传压层具有化学惰性，合成金刚石质量提高。河南黄河旋风股份有限公司技术中心实验室利用本专利技术合成金刚石用介质进行了小批量金刚石合成试验，使用超高压高温装置-UPS-I液压机、复合介质-48.5×Φ33、触媒合金片-Φ33×0.4的Ni70Mn25Co5合金片、石墨片-Φ33×1.0的G4D、复合导电装置-Φ33×9、组装方式-普通平装、触媒×石墨片＝22×25，合成条件见表1，合成结果见表2。表1 表2 注表1、表2中1#为本专利技术介质，2#为传统叶腊石介质。试验结果表明，(1)使用本专利技术复合介质合成金刚石合成时间缩短，说明材料保温性能、电绝缘性能提高。可减少硬质合金顶锤热交变应力接触时间，降低顶锤消耗，节约电能及提高生产效率；(2)合成腔体表面几乎无相变层，合成过程中工艺稳定，重复性好，说明合成腔内压力分布均匀，轴向压力梯度较小，可明显改善晶体生长的压力场，为高质量晶体的生长提供了良好的生长条件；(3)合成压力降低，可有效降低设备故障率、延长设备使用寿命。附图说明图1为本专利技术的合成金刚石用介质结构示意图。具体实施例方式合成金刚石用介质，由外层的密封层2和内层的传压层4组成，密封层2和传压层4主要由白云石和滑石制成，白云石和滑石的重量比为80∶20。密封层2由30％10-18目的白云石和滑石粗料、50％18-36目的白云石和滑石中料、20％36目以下的白云石和滑石细料和占上述总重量比6±1％的水玻璃制成，传压层4由80目以下的白云石和滑石细料和占其重量比8±1％的水玻璃(GB4209-84工业五类)制成。使用时，介质两端设置有导电帽1，导电帽1内侧中间设有传压层4、内侧两端由外到内设有密封层2和传压层4。3为合成腔。权利要求1.合成金刚石用介质材料，其特征在于，主要由白云石和滑石制成。2.如权利要求1所述的合成金刚石用介质材料，其特征在于，白云石和滑石的重量比为80-85∶20-15。3.如权利要求1或2所述的合成金刚石用介质材料，其特征在于，白云石和滑石中加入占二者重量比5-9％的水玻璃。4.如权利要求3所述的合成金刚石用介质材料，其特征在于，对于密封层，由30％10-18目的白云石和滑石粗料、50％18-36目的白云石和滑石中料、20％36目以下的白云石和滑石细料和占上述总重量比5-7％的水玻璃制成。5.如权利要求3所述的合成金刚石用介质材料，其特征在于，对于传压层，由80目以下的白云石和滑石细料和占其重量比7-9％的水玻璃制成。6.合成金刚石用介质，其特征在于，由外层的密封层和内层的传压层组成，密封层和传压层主要由白云石和滑石制成。7.如权利要求6所述的合成金刚石用介质，其特征在于，密封层和传压层中白云石和滑石的重量比为80-85∶20-15。8.如权利要求6或7所述的合成金刚石用介质，其特征在于，白云石和滑石中加入占二者重量比5-9％的水玻璃。9.如权利要求8所述的合成金刚石用介质，其特征在于，密封层由30％10-18目的白云石和滑石粗料、50％18-36目的白云石和滑石中料、20％36目以下的白云石和滑石细料和占上述总重量比5-7％的水玻璃制成，传压层由80目以下的白云石和滑石细料和占其重量比7-9％的水玻璃制成。全文摘要合成金刚石用介质材料及其组成的介质，属于合成金刚石用辅助材料及设备
合成金刚石用介质由外层的密封层和内层的传压层组成，密封层和传压层主要由白云石和滑石制成。密封层和传压层中白云石和滑石的重量比为80－85∶20－15。白云石和滑石中加入占二者重量比5－9％的水玻璃。密封层由30％10－18目的白云石和滑石粗料、50％18－36目的白云石和滑石中料、20％36目以下的白云石和滑石细料和占上述总重量比5－7％的水玻璃制成，传压层由80目以下的白云石和滑石细料和占其重量比7－9％的水玻璃制成。本专利技术的介质材料性能稳定。文档编号C01B31/00GK1765738SQ20041006059公开日2006年5月3日 申请日期2004年10月29日 优先权日2004年10月29日专利技术者刘杰, 郭留希 申请人:郑州人造金刚石及制品工程技术研究中心本文档来自技高网...

【技术保护点】
合成金刚石用介质材料，其特征在于，主要由白云石和滑石制成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，郭留希，
申请(专利权)人：郑州人造金刚石及制品工程技术研究中心，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]