[發(fā)明專利]一種合成金剛石的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010017222.X
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111111558A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬濤;馬勇
• 申請（專利權(quán)）人: 營口鑫成達新型建材股份有限公司
• 主分類號: B01J3/06
• 分類號: B01J3/06
• 代理公司: 天津睿禾唯晟專利代理事務(wù)所(普通合伙) 12235
• 代理人: 王哲

1.一種合成金剛石的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)制備基礎(chǔ)涂層粉末，所述基礎(chǔ)涂層有以下原料組成：Fe：27-30％，Co：6-10％，Mn：1-2％，Zn:1-2％，Ti：2-3％，Mo：2-3％，石墨粉：6-15％，余量為Ni；將400-600目的基礎(chǔ)涂層原料進行充分混合，然后壓制混合粉末，得到預(yù)燒結(jié)塊；將所述預(yù)燒結(jié)塊在氫氣保護條件下進行燒結(jié)處理；將所得燒結(jié)后的塊體粉碎后，進行高能球磨得到50-2000nm的粉料；

(2)制備石墨烯復合涂層粉末；

(3)選擇300-400目的單晶金剛石顆粒為籽粒，進行噴涂處理，其中噴涂漿料由石墨烯復合涂層粉末、有機粘合劑、有機溶劑組成；將所述噴涂漿料噴涂至金剛石，制備得到表面包覆石墨-金屬復合相涂層的金剛石晶籽，通過篩分獲得直徑為700-800μm的包覆顆粒，并在惰性氣體中在350-500℃下加熱30-60分鐘除去大部分有機粘合材料；用所述包覆復合相涂層的金剛石籽粒填充模具，將所述包覆的金剛石籽粒壓實在模具中，使用熱壓燒結(jié)爐進行燒結(jié)。

2.如權(quán)利要求1所述的合成金剛石的方法，其特征在于，所述基礎(chǔ)涂層有以下原料組成：Fe：28-29％，Co：7.8-8.8％，Mn：1.2-1.95％，Zn:1.3-1.75％，Ti：2.2-2.7％，Mo：2.1-2.6％，石墨粉：9.2-12.5％，余量為Ni。

3.如權(quán)利要求1-2所述的合成金剛石的方法，其特征在于，步驟(1)中的燒結(jié)處理的溫度為1000℃～1200℃，時間為2h～4h。

4.如權(quán)利要求1-3所述的合成金剛石的方法，其特征在于，制備石墨烯復合涂層粉末包括以下步驟：將所述粉料與顆粒直徑為20-200nm的硅納米粉按照體積比1-5：1混合均勻，將混合后的樣品放入密閉的反應(yīng)爐中，抽出空氣，并通入甲烷或乙炔氣體作為碳源，通入氫氣作為保護氣體；在900-1100℃下反應(yīng)15-60分鐘，待反應(yīng)充分停止加熱，采用空氣冷卻的方式將混合物降至室溫。

5.如權(quán)利要求1-4所述的合成金剛石的方法，其特征在于，步驟(3)中的燒結(jié)工藝如下：首先在150s內(nèi)將包覆的金剛石籽粒溫度提高到600-650℃，壓力由0MPa提高到200MPa，保溫10-20min；然后在150s內(nèi)將溫度提高到800-1000℃，壓力提高到600MPa，保溫時間10-20min；之后在300s內(nèi)將溫度降至1300-1400℃、壓力降至150Mpa，保溫保壓5-10min；之后在600s內(nèi)將溫度降至600-650℃，保持壓力150Mpa，保溫保壓5-10min，最后撤去壓力并自然冷卻到室溫。

6.如權(quán)利要求1-5所述的合成金剛石的方法，其特征在于，有機粘結(jié)劑為乙烯-醋酸乙烯共聚物，有機溶劑為乙二醇。

7.如權(quán)利要求1-6所述的合成金剛石的方法，其特征在于，其中噴涂漿料重量比為石墨烯復合涂層粉末:(乙烯-醋酸乙烯共聚物)：(乙二醇)＝100：(2-8)：(1-3)。

8.如權(quán)利要求1-7所述的合成金剛石的方法，其特征在于，其中噴涂漿料重量比為石墨烯復合涂層粉末:(乙烯-醋酸乙烯共聚物)：(乙二醇)＝100：5：1。