CN105233759A - 一种晶种法提高多晶金刚石产能的合成工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶种法提高多晶金刚石产能的合成工艺，包括以下步骤：以机械破碎后得到的多晶金刚石微粉作为晶种；将晶种、碳素、溶剂粉末和催化剂混合物压成致密的芯；将致密的芯在HPHT工艺下合成多晶金刚石；处理并收集分类所得到的多晶金刚石。与现有技术相比，本发明的合成工艺制得的单块转化率极速增加，提高到原转化率的150-200%，产能增加，提高功效降低成本。溶剂粉末可以使合成温度（加热功率）能耗降低10-15%，合成压力（MPa）减少5-8%。
Description
技术领域
本发明涉及超硬材料合成技术领域，尤其涉及一种晶种法提高多晶金刚石产能的合成工艺。
背景技术
多晶金刚石由碳素加入催化剂触媒用六面顶压机在高温高压条件下快速生成制得，目前常规的合成方法受到压机缸径、高压腔体设计及传压密封介质性能的影响，单块合成转化率已达到极限，产量的提高只能靠增添设备满足，使得制造商生成投入成本不断增加。一种能提高单块产品转化率的合成方法和工艺亟待出现。
发明内容
本发明的目的是要提供一种节能的晶种法提高多晶金刚石产能的合成工艺。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
一种晶种法提高多晶金刚石产能的合成工艺，包括以下步骤：
1）、以机械破碎后得到的多晶金刚石微粉作为晶种；
2）、将晶种、碳素、溶剂粉末和催化剂混合物压成致密的芯；
3）、将致密的芯在HPHT工艺下合成多晶金刚石；
4）、处理并收集分类所得到的多晶金刚石。
进一步，作为一种优选方案，所述的溶剂粉末为铜或其化合物、氮化物、元素周期表中第4族元素或其化合物、元素周期表中第5族元素或其化合物的一种或几种的混合物。
进一步，作为一种优选方案，所述的氮化物包括氮化铝和氮化钛。
进一步，作为一种优选方案，所述的催化剂为镍或其化合物、铁或其化合物、锰或其化合物的一种或几种的混合物。
进一步，作为一种优选方案，所述的晶种的添加量为4-6wt%。
进一步，作为一种优选方案，所述的溶剂粉末的添加量为0.2-0.9wt%。
与现有技术相比，本发明的合成工艺制得的单块转化率极速增加，提高到原转化率的150-200%，产能增加，提高功效降低成本。溶剂粉末可以使合成温度（加热功率）能耗降低10-15%，合成压力（MPa）减少5-8%。
附图说明
图1为本发明的合成工艺示意简图。
具体实施方式
下面结合图1以及具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种晶种法提高多晶金刚石产能的合成工艺，包括以下步骤：
1）、以机械破碎后得到的多晶金刚石微粉作为晶种；
2）、将4wt%晶种、碳素、0.2wt%铜和镍催化剂混合物压成致密的芯；
3）、将致密的芯在HPHT工艺下合成多晶金刚石；
4）、处理并收集分类所得到的多晶金刚石。
实施例2
一种晶种法提高多晶金刚石产能的合成工艺，包括以下步骤：
1）、以机械破碎后得到的多晶金刚石微粉作为晶种；
2）、将6wt%晶种、碳素、0.9wt%铜和氮化铝的混合物、以及镍和铁催化剂的混合物压成致密的芯；
3）、将致密的芯在HPHT工艺下合成多晶金刚石；
4）、处理并收集分类所得到的多晶金刚石。
实施例3
一种晶种法提高多晶金刚石产能的合成工艺，包括以下步骤：
1）、以机械破碎后得到的多晶金刚石微粉作为晶种；
2）、将5wt%晶种、碳素、0.6wt%氮化钛和氮化铝的混合物、以及铁催化剂的混合物压成致密的芯；
3）、将致密的芯在HPHT工艺下合成多晶金刚石；
4）、处理并收集分类所得到的多晶金刚石。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种晶种法提高多晶金刚石产能的合成工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1）、以机械破碎后得到的多晶金刚石微粉作为晶种；
2）、将晶种、碳素、溶剂粉末和催化剂混合物压成致密的芯；
3）、将致密的芯在HPHT工艺下合成多晶金刚石；
4）、处理并收集分类所得到的多晶金刚石。
2.根据权利要求1所述的晶种法提高多晶金刚石产能的合成工艺，其特征在于：所述的溶剂粉末为铜或其化合物、氮化物、元素周期表中第4族元素或其化合物、元素周期表中第5族元素或其化合物的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求2所述的晶种法提高多晶金刚石产能的合成工艺，其特征在于：所述的氮化物包括氮化铝和氮化钛。
4.根据权利要求1所述的晶种法提高多晶金刚石产能的合成工艺，其特征在于：所述的催化剂为镍或其化合物、铁或其化合物、锰或其化合物的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的晶种法提高多晶金刚石产能的合成工艺，其特征在于：所述的晶种的添加量为4-6wt%。
6.根据权利要求1所述的晶种法提高多晶金刚石产能的合成工艺，其特征在于：所述的溶剂粉末的添加量为0.2-0.9wt%。
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