System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种青田石基固体密封传压介质及其制备方法技术_技高网

一种青田石基固体密封传压介质及其制备方法技术

技术编号:41233143 阅读:10 留言:0更新日期:2024-05-09 23:48
本发明专利技术提供了一种青田石基固体密封传压介质及其制备方法,涉及超硬材料合成生产技术领域。具体包括以下步骤:S1按配比准确称取青田石、硬水铝石、金属氧化物和水玻璃;S2将青田石破碎为粗粒、中粒和细粒三种粒度,将硬水铝石和金属氧化物粉磨成粉;S3在混料装置中依次加入青田石粗粒、青田石中粒,混合均匀后,加入水玻璃再次混匀后,加入青田石细粒、硬水铝石粉末和金属氧化物粉末,搅拌均匀;S4密封陈腐混合料;S5压制成型,焙烧。本发明专利技术以常规用于制备印章的青田石为原料,复配硬水铝石和金属氧化物产生协同效果,从而制备得到高性能的青田石基固体密封传压介质,有效解决了现有技术制备固体密封传压介质时对门头沟所产叶蜡石的高度依赖性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于超硬材料合成生产,具体涉及一种青田石基固体密封传压介质及其制备方法


技术介绍

1、固体密封传压介质是我国人造金刚石的重要辅料,用于密封包裹生长舱,并均匀传递六面顶锤带来的压力。固体密封传压介质需要具有良好的密封性、传压性、绝缘性、隔热性。密封性是否达标是压机是否会放炮的决定性条件。国产六面顶压机关紧后各锤头间存在缝隙,密封传压介质不仅要密封包裹生长舱、防止生长舱中石墨泄漏,还要在压缩过程中严密填充锤头间缝隙。同时这也要求介质具有绝缘性,防止各锤头间短路造成炸机。传压性是决定金刚石能否均匀结晶的关键,只有生长舱全方面均匀受压才能最佳的还原地质状态,使碳原子能在晶种上顺序排列,形成合格的金刚石颗粒。隔热性用于保证生长舱的持续高温,较好的隔热性能够节省能源。

2、国内的密封传压介质主要是叶蜡石粉压块。叶蜡石是一种tot结构黏土矿物,蜂窝状硅氧四面体为主干,相邻四面体间反向旋转一个角度形成复三角形网状降低侧向空间。两层四面体间夹一层铝氧八面体,上下四面体片提供4个氧离子和2个氢氧根离子,由氢键连接。晶体结构单元之间仅有微弱范德华力连接,这使得叶蜡石片状结构在高压下易于滑移解离。传统密封传压介质多是液体或者氯化钠等靠高温熔融产生等静水压的低熔点固体材料,但这些材料无法应用在有锤头间隙的六面顶压机中。叶蜡石独特的晶体结构,使密封传压介质不再局限于传统的等静水压传压,而是通过层间滑移达到均匀传压的效果。

3、上世纪80年代人造金刚石行业选用北京门头沟叶蜡石为标准密封传压材料的原料,因门头沟叶蜡石特定的2m型晶体结构及伴生矿物组成,其密封性和传压性表现优异。但门头沟叶蜡石矿产资源逐渐枯竭,新型国产铰链式六面顶压机用密封传压介质的研究已成为合成金刚石行业的当务之急。

4、中国专利技术专利申请号201310327139.2公开了一种优化组合型密封传压介质的制作方法,选用各地多种硅铝矿作为原料进行优化组合而形成的一种人工合成新型密封传压介质。将4-5种不同硅铝矿按重量配比取平均值进行优化组合,使混合后样品的化学组成与叶蜡石相近,按重量比添加6%云母和0.9%蛭石,加入5%聚乙烯醇溶液搅拌均匀。但此方案配比复杂,不同矿源地的原料质量不稳定,不利于工业流水线化生产。且其方案本质仅是通过还原北京门头沟叶蜡石成分,对不同产地矿物进行的常规组合。中国专利技术专利申请号201510352027.1公开了一种超硬材料合成用叶蜡石空块的制备方法,选用叶蜡石、水铝石、高岭石、赤铁矿为原料,分别破碎后加入重量比5-10%的硅酸钠溶液,搅拌均匀,压制成型,150-250℃烘烤焙烧15-25h。但高岭石的高温相变易引起顶压机炸机、放炮。中国专利技术专利申请号201110188675.x公开了一种叶蜡石密封传压介质的添加剂,主要成分为一水软铝石和硬水铝石的共生矿物,该添加剂用于混入普通叶蜡石粉以改善化学组成,提升密封性、保温性。但此方案无法从根源解决普通叶蜡石粉易炸机的问题。

5、为了保证人造金刚石行业的持续发展,确保金刚石制备过程中不炸机、不放炮,且解决现有技术中对北京门头沟叶蜡石矿的依赖性,提出一种新型固体密封传压介质具有重要实践意义。综上,如何克服矿产资源短缺以及对高纯度门头沟叶蜡石矿的依赖性,以普遍存在的尾矿资源制备得到具有高密封性、传压性、绝缘性以及隔热性优秀的人造金刚石的固体密封传压介质是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种青田石基固体密封传压介质的制备方法。主要解决现有技术制备密封传压介质时对北京门头沟所产高纯度叶蜡石高度依赖的问题,探索出一种原料来源广泛、成本低廉、产品性能更好的替代方案。按本专利技术方案制备得到的固体密封传压介质在人造金刚石生产过程中既可兼顾高性能的密封、传压作用,又具有优异的绝缘性和隔热性,对保证人造金刚石的安全、高效生产具有重要意义。

2、为实现上述目的,本专利技术提供一种青田石基固体密封传压介质的制备方法,具体包括以下步骤:

3、s1按配比准确称取青田石、硬水铝石、金属氧化物和水玻璃;

4、s2将青田石破碎为粗粒、中粒和细粒三种粒度,将硬水铝石和金属氧化物粉磨成粉;

5、s3在混料装置中依次加入青田石粗粒、青田石中粒,混合均匀后,加入水玻璃再次混匀后,加入青田石细粒、硬水铝石粉末和金属氧化物粉末,搅拌均匀;

6、s4将步骤s3得到的混合料密封陈腐;

7、s5将步骤s4得到的物料放入模具中压制成型,焙烧,即得。

8、在一优选的实施方式中,步骤s1中,按重量份数计,包括青田石70-80份、硬水铝石10-20份、金属氧化物0-5份、水玻璃7-10份;

9、优选的,按重量份数计,包括青田石75-80份、硬水铝石10-20份、金属氧化物1-3份、水玻璃7-9份;

10、更优选的,按重量份数计,包括青田石77份、硬水铝石15份、金属氧化物1份、水玻璃7份。

11、在一优选的实施方式中,步骤s1中,所述青田石、硬水铝石、金属氧化物和水玻璃的总重量份数为100份,且金属氧化物重量份不为0。

12、在一优选的实施方式中,步骤s1中,所述青田石为浙江省青田县所产的青田石尾矿,其化学组成为:sio2 60-75%、al2o3 25-40%、feo<0.5%、tio2<0.5%。

13、在一优选的实施方式中,步骤s1中,所述硬水铝石的化学组成为:al2o3>85%。

14、在一优选的实施方式中,步骤s1中,所述金属氧化物包括金红石或赤铁矿中的一种或两种。

15、在一优选的实施方式中,步骤s1中,所述青田石、硬水铝石和金属氧化物合计的化学组成为:sio2 60-75%、al2o3 25-40%、feo 0-0.5%、tio2 0-0.5%。

16、在一优选的实施方式中,步骤s1中,所述水玻璃中,波美度为38-42,模数为3-3.5,na2o%为8-9%,sio2%为27-28.5%。

17、本专利技术所用主要原料为青田石,青田石是一种变质的中酸性火山岩,叫流纹岩质凝灰岩,主要矿物成分为叶蜡石,还有石英、绢云母、硅线石、绿帘石和一水硬铝石等。颜色很杂,红、黄、蓝、白、黑都有,岩石的色彩与岩石的化学成分有关,当三氧化铁含量高时,呈红色,含量低时呈黄色,更低时为青白色。岩石硬度中等,玉石含叶蜡石、绢云母、硬铝石等矿物,所以岩石有滑腻感。主是要出产于浙江省青田县山口镇,故将其称之为“青田石”。在本专利技术中,所用青田石为制备印章后所收集的尾料,即青田石矿经破碎、选矿、除杂后,在印章生产过程中经切割所产生的边角料,因边角料形状各异、经济价值较低很难再次加工利用。基于此,本专利技术对青田石尾矿进行了大量的研究探索,以拓展其资源化利用方法,避免固废堆积。

18、在一优选的实施方式中,步骤s2中,所述青田石粗粒粒度范围为8-16目、青田石中粒粒度范围为16-30目、青田石细粒粒度在30目以本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种青田石基固体密封传压介质的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述青田石基固体密封传压介质的制备方法,其特征在于,步骤S1中,按重量份数计,包括青田石70-80份、硬水铝石10-20份、金属氧化物0-5份、水玻璃7-10份。

3.如权利要求2所述青田石基固体密封传压介质的制备方法,其特征在于,步骤S1中,所述青田石、硬水铝石、金属氧化物和水玻璃的总重量份数为100份,且金属氧化物重量份不为0。

4.如权利要求1所述青田石基固体密封传压介质的制备方法,其特征在于,步骤S1中,所述青田石为浙江省青田县所产的青田石尾矿,其化学组成为:SiO2 60-75%、Al2O3 25-40%、FeO<0.5%、TiO2<0.5%;

5.如权利要求1所述青田石基固体密封传压介质的制备方法,其特征在于,步骤S1中,所述金属氧化物包括金红石或赤铁矿中的一种或两种。

6.如权利要求1所述青田石基固体密封传压介质的制备方法,其特征在于,步骤S2中,所述青田石粗粒粒度范围为8-16目、青田石中粒粒度范围为16-30目、青田石细粒粒度在30目以下。

7.如权利要求1所述青田石基固体密封传压介质的制备方法,其特征在于,步骤S3中,所述青田石粗粒、青田石中粒和青田石细粒的质量比为4:3:3。

8.如权利要求1所述青田石基固体密封传压介质的制备方法,其特征在于,步骤S5中,所述焙烧程序为:先升温至90-110℃保温1-3h,再升温至180-220℃保温1-3h,最后升温至270-330℃保温1-3h。

9.如权利要求1-8中任意一项所述方法制备得到的青田石基固体密封传压介质。

10.如权利要求9所述青田石基固体密封传压介质,其特征在于,所述青田石基固体密封传压介质密度在2.52g/cm3以上,抗压强度在63.28MPa以上,热导率为3.16-4.03W/(m*K),电导率为1.19-8.78*10-7S/m。

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【技术特征摘要】

1.一种青田石基固体密封传压介质的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述青田石基固体密封传压介质的制备方法,其特征在于,步骤s1中,按重量份数计,包括青田石70-80份、硬水铝石10-20份、金属氧化物0-5份、水玻璃7-10份。

3.如权利要求2所述青田石基固体密封传压介质的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述青田石、硬水铝石、金属氧化物和水玻璃的总重量份数为100份,且金属氧化物重量份不为0。

4.如权利要求1所述青田石基固体密封传压介质的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述青田石为浙江省青田县所产的青田石尾矿,其化学组成为:sio2 60-75%、al2o3 25-40%、feo<0.5%、tio2<0.5%;

5.如权利要求1所述青田石基固体密封传压介质的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述金属氧化物包括金红石或赤铁矿中的一种或两种。

6.如权利要求1所述青田石基...

【专利技术属性】
技术研发人员:李金洪屠素平曾庆虹
申请(专利权)人:中国地质大学北京
类型:发明
国别省市:

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