CN109806811A - 一种八面体金刚石合成用复合衬管及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种八面体金刚石合成用复合衬管及其制备方法。以重量份表示，所述复合衬管的原料组成主要为高纯氯化钠60～80份、锆粉10～40份、滑石粉1～3份、二硫化钼0.2～0.5份和玻璃胶7～10份。首先按照复合衬管的配比比例称取各种原料，将称取的高纯氯化钠、锆粉、滑石粉和二硫化钼混合均匀，然后加入玻璃胶搅拌混合均匀、筛分，得到混合物料；将混合物料通过成型机压制成圆筒状，最后经高温烘烤得到产品八面体金刚石合成用复合衬管。本发明操作步骤简单，实施方便，通过采用高纯氯化钠和锆粉复合混合压制，从而有效解决了常规叶腊石内衬高温相变、难以满足八面体金刚石高温合成的技术难题。

Description

一种八面体金刚石合成用复合衬管及其制备方法

一、技术领域：

本发明涉及金刚石合成技术领域，具体涉及一种八面体金刚石合成用复合衬管及其制备方法。

二、背景技术：

在金刚石合成技术领域中，其中主要辅助材料有叶腊石块、合成柱组件、加热组件，将上述组件按要求组装起来形成一个合成块，其中叶腊石是最主要的辅助材料，叶腊石块在合成过程中起到密封、保温、传压和绝缘等作用，而叶腊石内衬管的性能对其整体性能具有决定性的影响。

八面体金刚石作为一种特种金刚石，在IC芯片、光通信器件、激光发射器、特种光学玻璃、半导体基片和航空发动机等高精度的表面抛光磨削加工领域具有极大的应用需求、具有广阔的发展空间和应用前景。而八面体合成所需温度较常规金刚石高100～200℃左右，达1350～1450℃。因此，对合成块提出了更高要求。目前，国内普遍使用的叶腊石内衬结构均以白云石为主，虽然该材料具有较好的传压和保温效果，但当合成温度高于1250℃时，该材料相变严重，保温性能急剧下降，合成稳定性变差，难以满足特殊性能金刚石的合成要求，较易造成温度不一致和热量外流，导致接触面顶锤的损坏，造成较大损失。

三、发明内容：

本发明要解决的技术问题是：根据八面体金刚石合成技术中对内衬结构要求存在的不足之处，本发明提供一种新的八面体金刚石合成用复合衬管及其制备方法。通过本发明技术方案能够有效解决目前因常规叶蜡石内衬相变而造成的传压和保温下降技术难题、以及难以满足八面体金刚石合成的技术问题。

为了解决上述问题，本发明采取的技术方案是：

本发明提供一种八面体金刚石合成用复合衬管，以重量份表示，所述八面体金刚石合成用复合衬管的原料组成主要为高纯氯化钠60～80份、锆粉10～40份、滑石粉1～3份、二硫化钼0.2～0.5份和玻璃胶7～10份。

根据上述的八面体金刚石合成用复合衬管，所述高纯氯化钠的纯度≥99％。

根据上述的八面体金刚石合成用复合衬管，所述锆粉的纯度≥99％，锆粉的粒度为100～140目。

根据上述的八面体金刚石合成用复合衬管，所述滑石粉的粒度为200～325目。

另外，提供一种八面体金刚石合成用复合衬管的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

a、首先按照上述的八面体金刚石合成用复合衬管的配比比例称取各种原料；

b、将步骤a称取的高纯氯化钠、锆粉、滑石粉和二硫化钼混合均匀，然后加入玻璃胶搅拌混合均匀、筛分，得到混合物料；

c、将步骤b得到的混合物料通过成型机压制成圆筒状，最后经高温烘烤得到产品八面体金刚石合成用复合衬管。

根据上述的八面体金刚石合成用复合衬管的制备方法，骤b中采用三维混料机进行混合；所述高纯氯化钠、锆粉、滑石粉和二硫化钼进行混合时间为1～1.5小时；加入玻璃胶后搅拌混合时间为2～3小时。

根据上述的八面体金刚石合成用复合衬管的制备方法，步骤c中压制成型时采用四柱液压机进行压制，压制压力为20～25Mpa。

根据上述的八面体金刚石合成用复合衬管的制备方法，步骤c中高温烘烤时，采用高温干燥箱进行烘烤，烘烤温度为200～230℃，烘烤时间为8～12小时。

本发明的积极有益效果：

1、与现有技术相比，将本发明制备的复合衬管用于八面体金刚石合成中，能够有效地提高合成腔体传压和保温性能，八面体金刚石单产能够提高15～20克拉，优晶比能够提高10％以上，同比压力可下降1.5～2.5Mpa；合成功率能够降低300～400W，节省了电能，降低了生产成本，提高了经济效益。

2、本发明操作步骤简单，实施方便，通过采用高纯氯化钠和锆粉复合混合压制，从而有效地解决了常规叶腊石内衬高温相变、难以满足八面体金刚石高温合成的技术难题。

3、本发明氯化钠的加入，可实现高温下合成腔体的“稳静态”均匀传压，而锆粉的加入则进一步提高了内衬管的耐高温性能，在高于普通结构块100～200℃条件下，仍保持了较好的传压和保温性能，并且相变较小，从而满足了八面体合成的高温需求，同时对普通的金刚石的优质合成也具有较好的借鉴意义。

四、具体实施方式：

以下结合实施例进一步阐述本发明，但并不限制本发明技术方案保护的范围。

以下实施例中采用的相关原料的要求为：高纯氯化钠的纯度≥99％；所述锆粉的纯度≥99％，锆粉的粒度为100～140目；所述滑石粉的为粒度200～325目。

实施例1：

本发明八面体金刚石合成用复合衬管，以重量份表示，原料组成为：高纯氯化钠60份、锆粉30份、滑石粉1份、二硫化钼0.2份和玻璃胶7份。

实施例2：

本发明实施例1所述八面体金刚石合成用复合衬管的制备方法，该制备方法的详细步骤如下：

a、首先按照实施例1所述的八面体金刚石合成用复合衬管的配比比例称取各种原料；

b、将步骤a称取的高纯氯化钠、锆粉、滑石粉和二硫化钼采用三维混料机混合1.5小时，然后加入玻璃胶搅拌混合2.5小时，混合均匀后进行筛分，得到混合物料；

c、将步骤b得到的混合物料采用四柱液压机进行压制，压制过程中压力控制为25Mpa，压制成圆筒状；

将压制成的圆筒状产品采用高温干燥箱进行烘烤，烘烤温度为220℃，烘烤时间为10小时；烘烤后得到产品八面体金刚石合成用复合衬管。

将本实施例制备所得的复合衬管用于合成八面体金刚石，其单产提高15克拉。

实施例3：

本发明八面体金刚石合成用复合衬管，以重量份表示，原料组成为：高纯氯化钠70份、锆粉15份、滑石粉2份、二硫化钼0.3份和玻璃胶10份。

实施例4：

本发明实施例3所述八面体金刚石合成用复合衬管的制备方法，该制备方法的详细步骤如下：

a、首先按照实施例3所述的八面体金刚石合成用复合衬管的配比比例称取各种原料；

b、将步骤a称取的高纯氯化钠、锆粉、滑石粉和二硫化钼采用三维混料机混合1小时，然后加入玻璃胶搅拌混合3小时，混合均匀后进行筛分，得到混合物料；

c、将步骤b得到的混合物料采用四柱液压机进行压制，压制过程中压力控制为23Mpa，压制成圆筒状；

将压制成的圆筒状产品采用高温干燥箱进行烘烤，烘烤温度为230℃，烘烤时间为8小时；烘烤后得到产品八面体金刚石合成用复合衬管。

将本实施例制备所得的复合衬管用于合成八面体金刚石，其单产提高20克拉。

实施例5：

本发明八面体金刚石合成用复合衬管，以重量份表示，原料组成为：高纯氯化钠80份、锆粉10份、滑石粉3份、二硫化钼0.5份和玻璃胶9份。

实施例6：

本发明实施例5所述八面体金刚石合成用复合衬管的制备方法，该制备方法的详细步骤如下：

a、首先按照实施例5所述的八面体金刚石合成用复合衬管的配比比例称取各种原料；

b、将步骤a称取的高纯氯化钠、锆粉、滑石粉和二硫化钼采用三维混料机混合1.5小时，然后加入玻璃胶搅拌混合2小时，混合均匀后进行筛分，得到混合物料；

c、将步骤b得到的混合物料采用四柱液压机进行压制，压制过程中压力控制为20Mpa，压制成圆筒状；

将压制成的圆筒状产品采用高温干燥箱进行烘烤，烘烤温度为200℃，烘烤时间为12小时；烘烤后得到产品八面体金刚石合成用复合衬管。

将本实施例制备所得的复合衬管用于合成八面体金刚石，其单产提高18克拉。

凡在不脱离本发明核心的情况下做出的简单改变或修改均落入本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种八面体金刚石合成用复合衬管，其特征在于：以重量份表示，所述八面体金刚石合成用复合衬管的原料组成主要为高纯氯化钠60～80份、锆粉10～40份、滑石粉1～3份、二硫化钼0.2～0.5份和玻璃胶7～10份。

2.根据权利要求1所述的八面体金刚石合成用复合衬管，其特征在于：所述高纯氯化钠的纯度≥99％。

3.根据权利要求1所述的八面体金刚石合成用复合衬管，其特征在于：所述锆粉的纯度≥99％，锆粉的粒度为100～140目。

4.根据权利要求1所述的八面体金刚石合成用复合衬管，其特征在于：所述滑石粉的粒度为200～325目。

5.一种八面体金刚石合成用复合衬管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

a、首先按照权利要求1所述的八面体金刚石合成用复合衬管的配比比例称取各种原料；

b、将步骤a称取的高纯氯化钠、锆粉、滑石粉和二硫化钼混合均匀，然后加入玻璃胶搅拌混合均匀、筛分，得到混合物料；

c、将步骤b得到的混合物料通过成型机压制成圆筒状，最后经高温烘烤得到产品八面体金刚石合成用复合衬管。

6.根据权利要求5所述的八面体金刚石合成用复合衬管的制备方法，其特征在于：步骤b中采用三维混料机进行混合；所述高纯氯化钠、锆粉、滑石粉和二硫化钼进行混合时间为1～1.5小时；加入玻璃胶后搅拌混合时间为2～3小时。

7.根据权利要求5所述的八面体金刚石合成用复合衬管的制备方法，其特征在于：步骤c中压制成型时采用四柱液压机进行压制，压制压力为20～25Mpa。

8.根据权利要求5所述的八面体金刚石合成用复合衬管的制备方法，其特征在于：步骤c中高温烘烤时，采用高温干燥箱进行烘烤，烘烤温度为200～230℃，烘烤时间为8～12小时。