一种绿色人造金刚石的制备方法技术

本发明专利技术提供一种绿色人造金刚石的制备方法，涉及人造金刚石合成技术领域。该一种绿色人造金刚石的制备方法，包括以下步骤：步骤一：按重量份称取以下绿色人造金刚石原料：石墨100

【技术实现步骤摘要】
一种绿色人造金刚石的制备方法


[0001]本专利技术涉及人造金刚石合成
，具体为一种绿色人造金刚石的制备方法。

技术介绍

[0002]金刚石，又称钻石，是由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体，金刚石是目前在地球上发现的众多天然存在中最坚硬的物质，金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具，金刚石中含有一定量的杂质元素，而这些杂质元素直接影响着金刚石的性质。某些杂质元素能够改善金刚石的某些性能，例如：磷元素或硼元素能改善金刚石的光学性能、机械性能、电学性能以及热学性能等等，从而影响到金刚石在工业发展和科学技术中的潜在用途，氮是金刚石中最主要的杂质元素，金刚石的力学，光学、热学以及电学等物理性质都会因为氮杂质的存在而发生改变。
[0003]目前，自然界中，天然形成的绿色金刚石极其稀少，而且价格比常见的无色更为昂贵，因此人们一直试图合成这种绿色金刚石，并且现有的技术制备的人造金刚石还存在热稳定性降低以及强度较弱的问题，因此需要一种绿色人造金刚石的制备方法。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种绿色人造金刚石的制备方法，解决了现有的技术制备的人造金刚石还存在热稳定性降低以及强度较弱以及绿色金刚石制备成本高的问题。
[0005]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种绿色人造金刚石的制备方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一：按重量份称取以下绿色人造金刚石原料：石墨100
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160份、铁10
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60份、锰30
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50份、镍15
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20份、硅5
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15份、碳5
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10份、铬2
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10份、阻燃剂3
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5份、衣康酸环氧2
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10份、、硅烷偶联剂2
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4份、添加剂0.5
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2份；
[0007]步骤二：按重量比从所述步骤一中称取以下原料：铁30％
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50％、锰30％
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50％、镍15％
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20％、硅5％
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15％、碳5％
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10％、铬2％
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10％，然后将称取的原料投入到水雾化设备中制备初级触媒；
[0008]步骤三：将所述步骤二制备的初级触媒通过三种不同粒度的触媒筛得到三种不同粒度的初级触媒，并将三个不同粒度的初级触媒按照一定百分比加入到混合搅拌设备中得到触媒混合物，将触媒混合物投入到干燥设备中并在一定温度范围内对其进行一定时间的烘干作业，从而制得改性触媒；
[0009]步骤四：按重量比从所述步骤一中称取以下原料：石墨和添加剂，将石墨和添加剂投入到研磨搅拌设备中进行一定时间的搅拌混合，从而可以得到改性石墨粉末；
[0010]步骤五：从所述步骤一、步骤三和步骤四中分别称取阻燃剂、衣康酸环氧、硅烷偶联剂、改性触媒和改性石墨粉末，然后将称取得到的阻燃剂、衣康酸环氧、硅烷偶联剂、改性触媒和改性石墨粉末投入到混均设备中进行充分的混合，然后通过柱状模压设备中制得柱
状合成物；
[0011]步骤六：将所述步骤五中的柱状合成物投入到金刚石制备顶压机中，并控制一定的温度和压强下进行三次加压和保温，即可制得绿色人造金刚石。
[0012]优选的，所述步骤一中的添加剂成分为锡、硼、锌、铅、钛的混合物。
[0013]优选的，所述步骤三中的三种不同粒度的触媒筛的目数分别为90目、225目、350目，所述混合搅拌设备的转速为100
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220r/min，所述干燥设备的温度范围控制在600
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660℃，烘干时间为30
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60min。
[0014]优选的，所述石墨与添加剂的质量百分比为1：0.006
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0.02，所述研磨搅拌设备的转速为160
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320r/min，搅拌时间为30
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80min。
[0015]优选的，所述步骤五中的混均设备的转速为120
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240r/min，混合时间为50
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100min。
[0016]优选的，所述步骤六中的温度控制在1600
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2250℃，第一次加压的压强为4.0
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4.7GPa，持续时间为1
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2.8min，第二次加压的压强为5.0
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5.7GPa，持续时间为11
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28min，第二次下次加压的压强为6.0
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6.7GPa，持续时间为20
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36min。
[0017]优选的，所述步骤六中制得的绿色人造金刚石投入到除杂设备中即可得到纯净的绿色人造金刚石。
[0018]本专利技术提供了一种绿色人造金刚石的制备方法。具备以下有益效果：
[0019]1、本专利技术通过在制备绿色人造金刚石的原料中加入阻燃剂、衣康酸环氧、硅烷偶联剂、添加剂等物料，其中的衣康酸环氧具有一定的分散剂和相容剂的作用，配合硅烷偶联剂可以使得绿色人造金刚石原料间的相容性和分散性得到了一定程度的改善，有利于提升绿色人造金刚石的密度、粘结度，使绿色人造金刚石的结构强度提升，由于添加剂成分中含有锡、硼、锌、铅、钛等物质，不但能提高金刚石表面的抗氧化能力和耐磨能力,而且能改善金刚石内部的结构和性能,降低热失重速率，从而提高金刚石的热稳定性，解决了现有的技术制备的人造金刚石还存在热稳定性降低以及强度较弱的问题。
[0020]2、本专利技术通过铁、锰、镍、硅、碳、铬等原料以及配合触媒筛制备得到的改性触媒，制备的改性触媒在制备绿色人造金刚石时可以提高制备的效率，并且使得绿色人造金刚石具有杂质少以及热稳定性的性能，并且铁、锰、镍、硅、碳、铬等原料的成本较低，可以降低绿色人造金刚石制备的成本。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]实施例一：
[0023]本专利技术实施例提供一种绿色人造金刚石的制备方法，包括以下步骤：
[0024]步骤一：按重量份称取以下绿色人造金刚石原料：石墨100份、铁10份、锰30份、镍15份、硅5份、碳5份、铬2份、阻燃剂3份、衣康酸环氧2份、、硅烷偶联剂2份、添加剂0.5份；
[0025]步骤二：按重量比从步骤一中称取以下原料：铁43％、锰30％、镍15％、硅5％、碳
5％、铬2％，然后将称取的原料投入到水雾化设备中制备初级触媒；
[0026]步骤三：将步骤二制备的初级触媒通过三种不同粒度的触媒筛得到三种不同粒度的初级触媒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绿色人造金刚石的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：按重量份称取以下绿色人造金刚石原料：石墨100
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160份、铁10
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60份、锰30
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50份、镍15
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20份、硅5
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15份、碳5
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10份、铬2
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10份、阻燃剂3
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5份、衣康酸环氧2
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10份、、硅烷偶联剂2
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4份、添加剂0.5
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2份；步骤二：按重量比从所述步骤一中称取以下原料：铁30％
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50％、锰30％
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50％、镍15％
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20％、硅5％
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15％、碳5％
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10％、铬2％
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10％，然后将称取的原料投入到水雾化设备中制备初级触媒；步骤三：将所述步骤二制备的初级触媒通过三种不同粒度的触媒筛得到三种不同粒度的初级触媒，并将三个不同粒度的初级触媒按照一定百分比加入到混合搅拌设备中得到触媒混合物，将触媒混合物投入到干燥设备中并在一定温度范围内对其进行一定时间的烘干作业，从而制得改性触媒；步骤四：按重量比从所述步骤一中称取以下原料：石墨和添加剂，将石墨和添加剂投入到研磨搅拌设备中进行一定时间的搅拌混合，从而可以得到改性石墨粉末；步骤五：从所述步骤一、步骤三和步骤四中分别称取阻燃剂、衣康酸环氧、硅烷偶联剂、改性触媒和改性石墨粉末，然后将称取得到的阻燃剂、衣康酸环氧、硅烷偶联剂、改性触媒和改性石墨粉末投入到混均设备中进行充分的混合，然后通过柱状模压设备中制得柱状合成物；步骤六：将所述步骤五中的柱状合成物投入到金刚石制备顶压机中，并控制一定的温度和...

【专利技术属性】
技术研发人员：张科，彭本初，
申请(专利权)人：江西恒钻新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：