CN101934208A - 金刚石合成用叶蜡石 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金刚石合成用叶蜡石由下述重量百分比的原料组成：叶蜡石粉80％、铝土矿粉3-5％、云母粉2-3％、硅灰石粉2-3％、辉绿石粉3-5％、水玻璃7-7.5％，所述叶蜡石粉的粒度为：12目-18目的粗粉占叶蜡石粉总重量的30％，18目-60目的中细粉占叶蜡石粉总重量的30％，100目以下的细粉占叶蜡石粉总重量的40％。其制备方法包括如下步骤：①按重量百分比取上述原料备用；②取叶蜡石粗粉置入混料机中，然后加入上述原料混合均匀；③加入水玻璃继续混合至均匀；④取叶蜡石粉中细粉加到步骤③中的混合料中备用；⑤称取叶蜡石空心块所需叶蜡石混合料的重量；⑥称取的混合料置入叶蜡石块模具内制成叶蜡石空心块；⑦将制成的叶蜡石空心块置入炉内焙烧。本发明采用叶蜡石粉制成合成叶蜡石，使叶蜡石在金刚石合成工艺中具有良好的密封、传压、隔热和绝缘的作用。

Description

金刚石合成用叶蜡石
技术领域
本发明涉及金刚石合成工艺中使用的传压材料，是一种金刚石合成用叶蜡石。
背景技术
目前，金刚石在合成工艺中使用的密封传压材料是叶蜡石。叶蜡石的作用是在合成金刚石的高温高压下对合成腔体进行密封、传压、隔热和绝缘。由于金刚石的合成技术不断进步，金刚石合成腔体内温度压力较高，使叶蜡石块在经受高温高压后，内层温度较高部位易产生相变，在腔体内形成相变层，随着相变层伴随的体积收缩，易造成较大的压力损失和保温性能下降。为此，本领域采用叶蜡石和白云石复合后做为传压密封介质，以解决上述不足。即：在叶蜡石内把白云石制成内衬套管起保温传压作用。目前，大多数金刚石生产企业均采用这种在叶蜡石内复合白云石技术，以增加保温和传递性能。但是，这种复合技术的不足在于：稳定性欠佳，易出现裂纹、制造工艺复杂等。
发明内容
本发明的目的是，提供一种金刚石合成用叶蜡石，它采用叶蜡石粉为主要原料，添加其他成份制成合成叶蜡石，使叶蜡石在金刚石合成工艺中具有良好的密封、传压、隔热和绝缘的作用。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：金刚石合成用叶蜡石，由下述重量百分比的原料组成：叶蜡石粉80％、铝土矿粉3-5％、云母粉2-3％、硅灰石粉2-3％、辉绿石粉3-5％、水玻璃7-7.5％，所述叶蜡石粉的粒度为：12目-18目的粗粉占叶蜡石粉总重量的30％，18目-60目的中细粉占叶蜡石粉总重量的30％，100目以下的细粉占叶蜡石粉总重量的40％。
所述的金刚石合成用叶蜡石，由下述重量百分比的原料组成：叶蜡石粉80％、铝土矿粉5％、云母粉2％、硅灰石粉2％、辉绿石粉4％、水玻璃7％。
所述的金刚石合成用叶蜡石，由下述重量百分比的原料组成：叶蜡石粉80％、铝土矿粉3％、云母粉3％、硅灰石粉3％、辉绿石粉3.5％、水玻璃7.5％。
所述的金刚石合成用叶蜡石的制备方法，包括如下步骤：
①按重量百分比取叶蜡石粉80％、铝土矿粉3-5％、云母粉2-3％、硅灰石粉2-3％、辉绿石粉3-5％、水玻璃7-7.5％备用；
②按叶蜡石粉总重量的30％取叶蜡石粗粉置入混料机中，然后加入铝土矿粉、云母粉、硅灰石粉、辉绿石粉混合均匀；
③在步骤②中加入水玻璃继续混合至均匀；
④按叶蜡石粉总重量的30％取叶蜡石粉中细粉加到步骤③中的混合料中，混合10-12分钟，再加入占叶蜡石粉总重量40％的叶蜡石细粉混合15-20分钟，将混合料置入容器内熟化24-30小时后备用；
⑤根据所需叶蜡石空心块的体积、成型密度称取叶蜡石空心块所需步骤④中得到的叶蜡石混合料的重量，叶蜡石成型密度为2.65g/cm3；
⑥将步骤⑤中称取的混合料置入叶蜡石块模具内，采用四柱液压机压制成叶蜡石空心块；
⑦将步骤⑥制成的叶蜡石空心块置入炉内焙烧；快速加热至110℃保温2-2.5小时，10分钟内加热至150℃保温3小时，10分钟内加热至180℃保温3小时，然后在15-20分钟内加热至240℃保温1小时后冷却至室温。
本发明所述叶蜡石的原料中使用的叶蜡石粉是用灰白色叶蜡石经过粉碎后制成的叶蜡石粉，该灰白色叶蜡石产地为北京，叶蜡石粉的粒度分为粗、中、细的优点在于：能够进一步增加叶蜡石的回弹性、摩擦系数、密封性及传压性能。本发明所述原料中的铝土矿粉用于提高叶蜡石在高温高压下保温性能；云母粉用于增加叶蜡石的流动性、耐碱及高频绝缘性能，提高叶蜡石的密度均匀性、可压缩性及保温性能，并可降低颗粒间的摩擦系数；硅灰石粉用于增加叶蜡石的抗裂性能和胚体强度，并提高内部抗剪切力，从而改善叶蜡石在压缩变形阶段及合成过程中的机械性能；辉绿石粉用于增大叶蜡石内摩擦系数，提高密封性能；水玻璃用于将各种原料粘结在一起。
本发明各种原料组成的叶蜡石，在金刚石合成中具有较好的合成稳定性，其保温、传压性能、摩擦系数、回弹性能均比已有技术提高10-18％，腔体的高压密封性能有较大幅度提高，腔体内温度压力分布均匀，降低了“泄压气炮”等频率，顶锤消耗降低到0.4kg/万ct以下，安全性能明显提高；使用结果表明，还具有较好的节能效果，降低了合成功率300w/套，提高了金刚石的合成质量，使高品级优质单品产量提高了10％。本发明的叶蜡石在金刚石合成过程中不出现裂纹；高压下不相变、不分解，不含对金刚石生长的不利元素，避免了传压介质对合成腔体的污染等。
具体实施方式
本发明所述的金刚石合成用叶蜡石，由下述重量百分比的原料组成：叶蜡石粉80％、铝土矿粉3-5％、云母粉2-3％、硅灰石粉2-3％、辉绿石粉3-5％、水玻璃7-7.5％，所述叶蜡石粉的粒度为：12目-18目的粗粉占叶蜡石粉总重量的30％，18目-60目的中细粉占叶蜡石粉总重量的30％，100目以下的细粉占叶蜡石粉总重量的40％。
本发明所述的金刚石合成用叶蜡石的原料可以采用以下多种组合，按重量百分比计：
1、叶蜡石粉80％、铝土矿粉5％、云母粉2％、硅灰石粉2％、辉绿石粉4％、水玻璃7％。
其中叶蜡石粉由12目-18目的粗粉占叶蜡石粉总重量的30％、18目-60目的中细粉占叶蜡石粉总重量的30％、100目以下的细粉占叶蜡石粉总重量的40％组成。
2、叶蜡石粉80％、铝土矿粉3％、云母粉3％、硅灰石粉3％、辉绿石粉3.5％、水玻璃7.5％。
其中叶蜡石粉由12目-18目的粗粉占叶蜡石粉总重量的30％、18目-60目的中细粉占叶蜡石粉总重量的30％、100目以下的细粉占叶蜡石粉总重量的40％组成。
3、叶蜡石粉80％、铝土矿粉3％、云母粉2％、硅灰石粉3％、辉绿石粉5％、水玻璃7％。
其中叶蜡石粉由12目-18目的粗粉占叶蜡石粉总重量的30％、18目-60目的中细粉占叶蜡石粉总重量的30％、100目以下的细粉占叶蜡石粉总重量的40％组成。
4、叶蜡石粉80％、铝土矿粉5％、云母粉3％、硅灰石粉2％、辉绿石粉3％、水玻璃7％。
其中叶蜡石粉由12目-18目的粗粉占叶蜡石粉总重量的30％、18目-60目的中细粉占叶蜡石粉总重量的30％、100目以下的细粉占叶蜡石粉总重量的40％组成。
本发明上述金刚石合成用叶蜡石的制备方法，均按如下步骤制作：
①按重量百分比取叶蜡石粉80％、铝土矿粉3-5％、云母粉2-3％、硅灰石粉2-3％、辉绿石粉3-5％、水玻璃7-7.5％备用；
②按叶蜡石粉总重量的30％取叶蜡石粗粉置入混料机中，然后加入铝土矿粉、云母粉、硅灰石粉、辉绿石粉混合均匀；
③在步骤②中加入水玻璃继续混合至均匀；
④按叶蜡石粉总重量的30％取叶蜡石粉中细粉加到步骤③中的混合料中，混合10-12分钟，再加入占叶蜡石粉总重量40％的叶蜡石细粉混合15-20分钟，将混合料置入容器内熟化24-30小时后备用；
⑤根据所需叶蜡石空心块的体积、成型密度称取叶蜡石空心块所需步骤④中得到的叶蜡石混合料的重量，叶蜡石成型密度为2.65g/cm3；
⑥将步骤⑤中称取的混合料置入叶蜡石块模具内，采用四柱液压机压制成叶蜡石空心块；
⑦将步骤⑥制成的叶蜡石空心块置入炉内焙烧；快速加热至110℃保温2-2.5小时，10分钟内加热至150℃保温3小时，10分钟内加热至180℃保温3小时，然后在15-20分钟内加热至240℃保温1小时后冷却至室温。
本发明所述的制备方法，能够进一步提高叶蜡石的密封、传压性能，使叶蜡石的组织结构形态及硬度、摩擦系数有明显提高。
本发明所述的铝土矿粉、云母粉、硅灰石粉和辉绿石粉的粒度均为80目-200目。

Claims (4)

1.金刚石合成用叶蜡石，其特征在于：由下述重量百分比的原料组成：叶蜡石粉80％、铝土矿粉3-5％、云母粉2-3％、硅灰石粉2-3％、辉绿石粉3-5％、水玻璃7-7.5％，所述叶蜡石粉的粒度为：12目-18目的粗粉占叶蜡石粉总重量的30％，18目-60目的中细粉占叶蜡石粉总重量的30％，100目以下的细粉占叶蜡石粉总重量的40％。
2.根据权利要求1所述的金刚石合成用叶蜡石，其特征在于：由下述重量百分比的原料组成：叶蜡石粉80％、铝土矿粉5％、云母粉2％、硅灰石粉2％、辉绿石粉4％、水玻璃7％。
3.根据权利要求1所述的金刚石合成用叶蜡石，其特征在于：由下述重量百分比的原料组成：叶蜡石粉80％、铝土矿粉3％、云母粉3％、硅灰石粉3％、辉绿石粉3.5％、水玻璃7.5％。
4.权利要求1-3任一项所述的金刚石合成用叶蜡石的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
①按重量百分比取叶蜡石粉80％、铝土矿粉3-5％、云母粉2-3％、硅灰石粉2-3％、辉绿石粉3-5％、水玻璃7-7.5％备用；
②按叶蜡石粉总重量的30％取叶蜡石粗粉置入混料机中，然后加入铝土矿粉、云母粉、硅灰石粉、辉绿石粉混合均匀；
③在步骤②中加入水玻璃继续混合至均匀；
④按叶蜡石粉总重量的30％取叶蜡石粉中细粉加到步骤③中的混合料中，混合10-12分钟，再加入占叶蜡石粉总重量40％的叶蜡石细粉混合15-20分钟，将混合料置入容器内熟化24-30小时后备用；
⑤根据所需叶蜡石空心块的体积、成型密度称取叶蜡石空心块所需步骤④中得到的叶蜡石混合料的重量，叶蜡石成型密度为2.65g/cm3；
⑥将步骤⑤中称取的混合料置入叶蜡石块模具内，采用四柱液压机压制成叶蜡石空心块；
⑦将步骤⑥制成的叶蜡石空心块置入炉内焙烧；快速加热至110℃保温2-2.5小时，10分钟内加热至150℃保温3小时，10分钟内加热至180℃保温3小时，然后在15-20分钟内加热至240℃保温1小时后冷却至室温。
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