[發明專利]用于合成IIa型鉆石的合成塊結構及IIa型鉆石的合成方法

有效

• 申請號: 201710502808.3
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107051334B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 劉乾坤;易良成;趙鵬;胡來運
• 申請（專利權）人: 中南鉆石有限公司
• 主分類號: B01J3/06
• 分類號: B01J3/06
• 代理公司: 北京鼎宏元正知識產權代理事務所(普通合伙) 11458
• 代理人: 鄧金濤

本發明公開了一種合成IIa型鉆石的結構及IIa型鉆石的合成方法，屬一種人造金剛石的制造方法，包括呈筒狀的葉蠟石空塊，葉蠟石空塊的兩端均套裝有葉蠟石環，葉蠟石環的內部均安裝有導電堵頭，導電堵頭的內壁均貼附有碳紙；葉蠟石空塊的內壁上設有白云石外襯，白云石外襯的內壁上設有氧化鎂內襯，白云石外襯與氧化鎂內襯之間還設有碳管，氧化鎂內襯的內部還設有層疊排列的多根石墨芯柱。通過在IIa型鉆石結構內部相鄰的兩個石墨芯柱之間均增設除氮劑，保證了除氮劑在金剛石內部結構中分布的均勻性，使得在金剛石合成過程中，產生的氮原子能及時與除氮劑進行反應，進而在每個片狀芯柱的兩個面及接近表面的附近處生長出IIa型鉆石。

技術領域

本發明涉及一種人造金剛石的制造方法，更具體的說，本發明主要涉及一種合成IIa型鉆石的結構及IIa型鉆石的合成方法。

背景技術

目前，大顆粒人造金剛石已逐漸進入了首飾領域，而首飾用大顆粒無色金剛石（IIa型）具有很大的市場空間和前景。近年來這一領域取得了突破性的進展，國內外很多企業采用溫度梯度法成功合成IIa型鉆石并實現了工業化生產。但隨著技術的趨同化，這一領域將面臨著激烈的競爭，開發新的合成技術，降低成本成為大勢所趨。因而有必要針對IIa型鉆石的人工合成方法做進一步的研究和改進。

發明內容

本發明的目的之一在于針對上述不足，提供一種合成IIa型鉆石的結構及IIa型鉆石的合成方法，以期望解決現有技術中IIa型鉆石的技術趨同化導致生產成本過高，不利于提升鉆石的成品率和結構的穩定性等技術問題。

為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案：

本發明一方面提供了一種用于合成IIa型鉆石的合成塊結構，包括呈筒狀的葉蠟石空塊，所述葉蠟石空塊的兩端均套裝有葉蠟石環，所述葉蠟石環的內部均安裝有導電堵頭，所述導電堵頭的內壁均貼附有碳紙；所述葉蠟石空塊的內壁上設有白云石外襯，所述白云石外襯的內壁上設有氧化鎂內襯，所述白云石外襯與氧化鎂內襯之間還設有碳管，所述碳管的兩端分別與兩個葉蠟石環內壁的碳紙相接觸；所述氧化鎂內襯的內部還設有層疊排列的多根石墨芯柱，所述多根石墨芯柱中每相鄰的兩根石墨芯柱之間均設有除氮劑。

作為優選，進一步的技術方案是：所述除氮劑為Ti箔。

更進一步的技術方案是：多根石墨芯柱均與葉蠟石環及導電堵頭相平行

本發明另一方面提供了一種IIa型鉆石的合成方法，所述的方法上述的IIa型鉆石結構，包括如下步驟：

步驟A、將葉臘石空塊素坯與葉臘石環在200-350℃的溫度下下烘烤焙燒15-25h，備用；

步驟B、將純度至少為99%的石墨與FeMnCo觸媒按照1.8-2.2 : 0.8-1.2的比例均勻混合，并將兩者的混合物壓制成片狀的多根石墨芯柱，將多根石墨芯柱層疊排列組合，每相鄰的兩根石墨芯柱之間設有除氮劑；

步驟C、在層疊排列組合的多根石墨芯柱的外部套設氧化鎂內襯，然后在氧化鎂內襯的外部套設白云石外襯，并在氧化鎂內襯與白云石外襯之間增設多個碳管，從而形成整體結構；

步驟D、將步驟C所得的整體結構裝入步驟A所得的葉臘石空塊的內部，再在葉臘石空塊的兩端上分別墊設碳紙后，用葉蠟石環和導電堵頭將葉臘石空塊的兩端封閉，得到組裝完畢的合成塊；

步驟E、將組裝完畢的合成塊放入六面頂壓機，在1100-1300℃的溫度下，以95-110Mpa的壓力壓制7-10h，即可合成得到IIa型鉆石。

作為優選，進一步的技術方案是：所述步驟A中為將多個葉臘石空塊素坯與葉臘石環一并烘烤焙燒，且在烘烤焙燒的過程中，對多個葉臘石空塊素坯和/或葉臘石環進行稱重，保證每塊葉臘石空塊素坯和/或葉臘石環的重量相一致。