[發明專利]一種金剛石粉末顆粒及其制備方法

在審

• 申請號: 202310036376.7
• 申請日: 2023-01-09
• 公開（公告）號: CN116117137A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 杜昊
• 申請（專利權）人: 佛山市金磁科技有限公司
• 主分類號: B22F1/18
• 分類號: B22F1/18;C01B32/28;B22F1/145;B22F1/142
• 代理公司: 北京眾澤信達知識產權代理事務所(普通合伙) 11701
• 代理人: 葉靜

1.一種金剛石粉末顆粒，其特征在于：由金剛石粉末顆粒及包覆在其表面的包覆層組成，所述包覆層從內層至外層依次為金屬-碳互擴散層、金屬層，且外層結構包覆內層。

2.根據權利要求1所述的金剛石粉末顆粒，其特征在于：所述金屬層中金屬為鐵和鎳的一種或多種，所述金屬-碳互擴散層由鐵層或鎳層與金剛石互擴散形成。

3.根據權利要求1所述的金剛石粉末顆粒，其特征在于：所述金剛石粉末顆粒表面的包覆層厚度為100-1000nm，所述金剛石粉末顆粒的平均粒徑為2.0-100.0μm，金屬-碳互擴散層厚度為20-100nm。

4.根據權利要求1所述的金剛石粉末顆粒，其特征在于：所述金屬層優選包括內層和外層，分別為金屬鐵層和金屬鎳層，且金屬-碳互擴散層由先沉積的鐵層與金剛石互擴散而形成。

5.權利要求1至4任一所述的金剛石粉末顆粒的制備方法，其特征在于：所述制備方法為采用羰基法分解薄膜包覆的金剛石粉末顆粒，具體包括如下步驟：

步驟1、將金剛石粉末顆粒依次經過氫氧化鉀、稀鹽酸和稀硝酸溶液中超聲清洗，且每次清洗結束后都經過去離子水超聲清洗3-5次，再進入下一個溶液進行清洗；

經過稀硝酸溶液清洗后，對得到的金剛石粉末顆粒依次進行去離子水超聲清洗、乙醇超聲清洗，然后烘干，得到活化的潔凈金剛石粉末顆粒；

步驟2、將步驟1獲得的潔凈金剛石粉末顆粒放入包覆爐內進行處理，具體操作如下：

S1、往包覆爐內持續注入200～350℃的氣體0.1～10h，并保持恒溫；

S2、將羰基金屬氣體持續注入包覆爐1～10h，所述金剛石粉末顆粒表面迅速分解并形成均勻的金屬包覆層；

步驟3、調節氣體溫度為600℃，持續注入包覆爐0.5～50h；當所沉積羰基金屬為鐵時，優選接著降低氣體溫度至200-350℃，再通入羰基鎳金屬氣體和氣體0.1-50h；

步驟4、往包覆爐注入200-350℃的氣體0.1-1h，然后停止注入氣體，接著注入20～30℃的氮氣，對包覆爐內殘留的羰基金屬氣體進行置換消毒，待金剛石和爐內溫度降至30℃以下時，停止通入氮氣。取出處理后的薄膜包覆的金剛石粉末顆粒。

6.根據權利要求5所述的金剛石粉末顆粒的制備方法，其特征在于：步驟1中，

所述氫氧化鉀溶液濃度為1.8-4.5mol/L，超聲清洗0.5-1h；

所述稀鹽酸溶液濃度為1.2-1.7mol/L，超聲清洗0.5-1h；

所述稀硝酸溶液濃度為1.2-1.7mol/L，超聲清洗0.5-1h；

每次所述去離子水清洗超聲清洗及乙醇超聲清洗的時間均為0.5-1h；

上述超聲清洗的處理頻率均為70-90KHz。

7.根據權利要求5所述的金剛石粉末顆粒的制備方法，其特征在于：步驟2中，羰基金屬氣體對應所處理單位金剛石粉末顆粒質量的氣體用量為0.5-50m³/kg；羰基金屬氣體及氣體流量為500-5000升/小時。

8.根據權利要求5所述的金剛石粉末顆粒的制備方法，其特征在于：所述氣體為一氧化碳，或惰性氣體，或惰性氣體和一氧化碳、乙炔、甲烷中一種的混合氣體。

9.根據權利要求5所述的金剛石粉末顆粒的制備方法，其特征在于：所述羰基金屬氣體為羰基鐵金屬氣體，或者羰基鎳金屬氣體，其產生方式為：將羰基金屬液體注入蒸發器，并在50-300℃下加熱氣化為羰基金屬氣體。