CN105013399A

CN105013399A - 一种超硬材料合成用叶蜡石空块的制备方法

Info

Publication number: CN105013399A
Application number: CN201510352027.1A
Authority: CN
Inventors: 贾攀; 何文江; 戚燕杰; 申幸卫; 李海滨
Original assignee: Zhongnan Diamond Co Ltd
Current assignee: Zhongnan Diamond Co Ltd
Priority date: 2015-06-24
Filing date: 2015-06-24
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2035-06-24
Also published as: CN105013399B

Abstract

本发明属于一种超硬材料合成用叶蜡石空块的制备方法，包括以下步骤：将叶蜡石、水铝石、高岭石、赤铁矿分别破碎，混合成均匀的固体混合物，向固体混合物中加入硅酸钠溶液，然后压制成型为叶蜡石空块素坯，将叶蜡石空块素坯在150-250℃下烘烤焙烧15-25h，即得超硬材料合成用叶蜡石空块。通过向叶蜡石中添加硬水铝石、高岭石和赤铁矿，可以方便地调控叶蜡石空块中的Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃的比例，有效地解决了不同产地的叶蜡石的组成不同造成的叶蜡石空块的性能不同的问题；并且通过加入赤铁矿，解决了单纯的叶蜡石为原料制成的叶蜡石空块密封性差、容易发生高压挤出和顶锤破坏现象的问题。

Description

一种超硬材料合成用叶蜡石空块的制备方法

技术领域

本发明属于超硬材料合成生产技术领域，具体涉及一种超硬材料合成用叶蜡石空块的制备方法。

背景技术

目前用静态高温高压法合成超硬材料，腔体内部可以达到5.6GPa高压、1400℃高温的状态，而此状态需要六个硬质合金顶锤和密封介质叶蜡石空块共同维持。如果密封的高温物质在高压下泄露，势必会在极短的时间内释放出巨大的能量，引起“放炮”事故，造成顶锤消耗（每次在几千元至几万元不等），给企业带来极大损失，大大地增加了生产成本。

合成超硬材料理想的密封介质应具有①密封、②传压、③保温、④绝缘、⑤支撑等功能。①良好的密封性保证在高温高压下反应物质不泄露；②介质具备传递压力的流体力学特性，即用此传压介质，可以把压力传递到各个位置，并且相等；介质可压缩量应尽可能低，损耗的压力少，使得高压腔的设计更可行；③保温性好即热传导率低，这样有利于高压腔内温度均匀一致和保持高温；④电流与腔体内电阻材料产生高温，密封介质导电性能低，同时起到绝缘材料的作用； ⑤介质须有刚度，压头与压头之间（六面顶）、压头与压缸之间（两面顶）不因高压发生撞击。目前在合成超硬材料时多采用叶蜡石充当密封介质。但单纯的叶蜡石制成的粉压块虽然传压性能良好，但内摩擦系数小，密封性能差，常发生高压挤出和顶锤破坏现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、密封性好的超硬材料合成用叶蜡石空块的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种超硬材料合成用叶蜡石空块的制备方法，包括以下步骤：将叶蜡石、水铝石、高岭石、赤铁矿分别破碎，混合成均匀的固体混合物，固体混合物由下列质量百分含量的成分组成：Al₂O₃ 25.5-32.6%、SiO₂ 62.8-69.6%、Fe₂O₃ 0.09-0.23%、其余为杂质；向固体混合物中加入90-95%wt硅酸钠溶液，硅酸钠溶液的重量为固体混合物重量的5-10%，搅拌均匀，然后压制成型为叶蜡石空块素坯，将叶蜡石空块素坯在150-250℃下烘烤焙烧15-25h，即得超硬材料合成用叶蜡石空块。

优选的，叶蜡石、水铝石、高岭石、赤铁矿破碎后粒度均在6目以下。

优选的，所述的水铝石为硬水铝石。

本发明产生的有益效果是，通过向叶蜡石中添加硬水铝石、高岭石和赤铁矿，可以方便地调控叶蜡石空块中的Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃的比例，有效地解决了不同产地的叶蜡石的组成不同造成的叶蜡石空块的性能不同的问题；并且通过加入赤铁矿，解决了单纯的叶蜡石为原料制成的叶蜡石空块密封性差、容易发生高压挤出和顶锤破坏现象的问题。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。

实施例1

一种超硬材料合成用叶蜡石空块的制备方法，包括以下步骤：将叶蜡石、硬水铝石、高岭石、赤铁矿分别破碎至6目以下，混合成均匀的固体混合物，固体混合物由下列质量百分含量的成分组成：Al₂O₃ 30.5%、SiO₂ 65.8%、Fe₂O₃ 0.18%、其余为杂质；向固体混合物中加入92%wt硅酸钠溶液，硅酸钠溶液的重量为固体混合物重量的8%，搅拌均匀，然后压制成型为叶蜡石空块素坯，将叶蜡石空块素坯在200℃下烘烤焙烧20h，即得超硬材料合成用叶蜡石空块。

本实施例制备的超硬材料合成用叶蜡石空块性能得到提高和优化，使超硬材料合成生产过程变得稳定，更易于控制，提高了生产效率，不仅能够降低合成压力1.0MPa，同时使得密封性能更加完好，保证高温高压物质不外泄，发生“放炮”、“放气炮”的概率降低25%，使顶锤消耗减少20%，确保合成过程的顺利进行。

实施例2

一种超硬材料合成用叶蜡石空块的制备方法，包括以下步骤：将叶蜡石、硬水铝石、高岭石、赤铁矿分别破碎至6目以下，混合成均匀的固体混合物，固体混合物由下列质量百分含量的成分组成：Al₂O₃ 25.5%、SiO₂ 69.6%、Fe₂O₃ 0.09%、其余为杂质；向固体混合物中加入90%wt硅酸钠溶液，硅酸钠溶液的重量为固体混合物重量的10%，搅拌均匀，然后压制成型为叶蜡石空块素坯，将叶蜡石空块素坯在150℃下烘烤焙烧25h，即得超硬材料合成用叶蜡石空块。

本实施例制备的超硬材料合成用叶蜡石空块性能得到提高和优化，使超硬材料合成生产过程变得稳定，更易于控制，提高了生产效率，不仅能够降低合成压力0.5MPa，同时使得密封性能更加完好，保证高温高压物质不外泄，发生“放炮”、“放气炮”的概率降低20%，使顶锤消耗减少15%，确保合成过程的顺利进行。

实施例3

一种超硬材料合成用叶蜡石空块的制备方法，包括以下步骤：将叶蜡石、硬水铝石、高岭石、赤铁矿分别破碎至6目以下，混合成均匀的固体混合物，固体混合物由下列质量百分含量的成分组成：Al₂O₃ 32.6%、SiO₂ 62.8%、Fe₂O₃ 0.23%、其余为杂质；向固体混合物中加入95%wt硅酸钠溶液，硅酸钠溶液的重量为固体混合物重量的5%，搅拌均匀，然后压制成型为叶蜡石空块素坯，将叶蜡石空块素坯在250℃下烘烤焙烧15h，即得超硬材料合成用叶蜡石空块。

本实施例制备的超硬材料合成用叶蜡石空块性能得到提高和优化，使超硬材料合成生产过程变得稳定，更易于控制，提高了生产效率，不仅能够降低合成压力1.5MPa，同时使得密封性能更加完好，保证高温高压物质不外泄，发生“放炮”、“放气炮”的概率降低30%，使顶锤消耗减少25%，确保合成过程的顺利进行。

Claims

1.一种超硬材料合成用叶蜡石空块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将叶蜡石、水铝石、高岭石、赤铁矿分别破碎，混合成均匀的固体混合物，固体混合物由下列质量百分含量的成分组成：Al₂O₃ 25.5-32.6%、SiO₂ 62.8-69.6%、Fe₂O₃ 0.09-0.23%、其余为杂质；向固体混合物中加入90-95%wt硅酸钠溶液，硅酸钠溶液的重量为固体混合物重量的5-10%，搅拌均匀，然后压制成型为叶蜡石空块素坯，将叶腊石空块素坯在150-250℃下烘烤焙烧15-25h，即得超硬材料合成用叶蜡石空块。

2. 如权利要求1所述的超硬材料合成用叶蜡石空块的制备方法，其特征在于，叶蜡石、水铝石、高岭石、赤铁矿破碎后粒度均在6目以下。

3.如权利要求1所述的超硬材料合成用叶蜡石空块的制备方法，其特征在于，所述的水铝石为硬水铝石。