[發明專利]一種異形超硬材料合成腔體及其合成異形超硬材料的方法

有效

• 申請號: 202210458502.3
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN114618384B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 周成;趙星;徐浩然;陳任宏
• 申請（專利權）人: 深圳市海明潤超硬材料股份有限公司
• 主分類號: B01J3/06
• 分類號: B01J3/06
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 徐凱凱

本發明公開了一種異形超硬材料合成腔體及其合成異形超硬材料的方法，所述異形超硬材料合成腔體包括：異形發熱體，設置于所述異形發熱體下方的絕緣保溫層，以及包覆于所述異形發熱體和所述絕緣保溫層外部的導電保溫結構層。采用本發明的異形超硬材料合成腔體能夠有效地降低異形超硬材料合成時腔體內溫度梯度大的情況，將異形發熱體設置在異形超硬材料燒結端，從而有效的降低腔體中溫度梯度產生燒結不均的影響，對改善異形超硬材料燒結質量具有重要作用；并且該腔體的設計簡單，可操作性強，解決了異形超硬材料燒結不均勻的問題，從而提高了產品的穩定性及重復性，同時可以直接合成產品所需形狀減少產品加工損耗。

技術領域

本發明涉及超硬材料制備領域，尤其涉及一種異形超硬材料合成腔體及其合成異形超硬材料的方法。

背景技術

隨著工程機械加工技術裝備的進步，非標異形聚晶復合材料的需求也越來越多，傳統合成方法主要采用的是旁熱式結構的方法進行聚晶材料的合成，但其缺點是合成的聚晶復合產品主要為標準圓柱形產品，合成腔體的利用率低，腔體材料浪費量大，此外由于為旁熱式結構，其仍避免不了溫度梯度的存在，這就導致了生產的聚晶復合材料存在著燒結不均勻，“架橋”、“團聚”，產品穩定及重復性不好等問題，嚴重的影響聚晶材料的使用性能。

當用于燒結異形超硬材料時，一般合成條件在5至8GPa的壓力以及在1300至1650℃的溫度范圍內，而部分異形結構產品由于聚晶材料燒結尺寸較長，而旁熱式結構主要高溫區在腔體中間區域，當產品越靠近合成塊兩端溫度越低，這就導致部分產品出現區域燒結不均勻的現象，可能為頂端未燒結成功，而中部燒結成功的情況。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種異形超硬材料合成腔體及其合成異形超硬材料的方法，旨在解決現有合成腔體在燒結異形超硬材料的過程中由于溫度梯度導致燒結不均勻，“架橋”、“團聚”，產品穩定性及重復性不好的問題。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案如下：

一種異形超硬材料合成腔體，其中，包括：異形發熱體，設置于所述異形發熱體下方的絕緣保溫層，以及包覆于所述異形發熱體和所述絕緣保溫層外部的導電保溫結構層。

所述的異形超硬材料合成腔體，其中，所述導電保溫結構層包括密封環、保溫環、導電金屬柱以及設置于所述保溫環內部的石墨柱。

所述的異形超硬材料合成腔體，其中，所述異形發熱體包括白云石、氧化鎂、氧化鋯、碳酸鈣和石墨。

所述的異形超硬材料合成腔體，其中，所述白云石或氧化鎂、碳酸鈣與氧化鋯、石墨以15.1～10:0.05～20:70～99.5的質量比進行混合。

所述的異形超硬材料合成腔體，其中，所述密封環的材料為葉臘石，所述保溫環的材料為氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯中的一種或多種。

所述的異形超硬材料合成腔體，其中，所述導電金屬柱選自于鋼、鈦、鉬和鉭中的一種。

所述的異形超硬材料合成腔體，其中，還包括設置于所述絕緣保溫層內部的導電輔助發熱源。

所述的異形超硬材料合成腔體，其中，所述導電輔助發熱源包括石墨、導電陶瓷、鈦、鉬和鉭中的一種或多種。

一種采用如本發明上述方案所述的異形超硬材料合成腔體合成異形超硬材料的方法，其中，包括：

將保溫環、導電金屬柱、石墨柱組合安裝并放入葉臘石塊中，制成導電保溫結構層；

將白云石或氧化鎂、氧化鋯、碳酸鈣和石墨按比例裝配制成所需要的異形發熱體；