CN111821920A - 一种高集中细粒度单晶金刚石母粉材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金刚石合成技术领域，公开了一种高集中细粒度单晶金刚石母粉材料的制备方法，包括以下步骤：a、选取金刚石微粉晶种和碳素粉；b、将金刚石微粉晶种和碳素粉混合，c、在不锈钢容器内加入纯净水和分散剂，分散剂质量为纯净水的0.2％；d、在不锈钢容器内加入混合后的金刚石微粉晶种和碳素粉，进行高速搅拌后静置至不锈钢容器内上层液体澄清；e、将不锈钢容器内的上层液体倒出，余下混合物烤干即为母粉材料。本申请的原理及有益效果为：本申请的母粉材料分散度高，比例均匀，主要用于高集中细粒度单晶金刚石的生产，尤其是针对230目以细目标粒度的单晶金刚石的集中生长率能达到50％以上。有助于提高企业生产效率，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及金刚石合成技术领域，特别是涉及一种高集中细粒度单晶金刚石母粉材料的制备方法。
背景技术
目前，我国人造金刚石的生产工艺水平与国外发达国家相比还很落后，某些优质品种仍难合成。低品级金刚石泛滥，而高品级金刚石供不应求的矛盾将表现得越来越突出。根据有关资料表明，我国每年进口的特种高品级金刚石呈逐年上升的趋势。因此，如何促进我国人造金刚石行业向高水平、多元化、优质、高效的方向发展已成为当务之急。
人造金刚石合成技术的关键是柱棒材料的选择和配比的调整。在特定催化剂触媒材料和高纯石墨碳源，添加一定比例的母粉材料能够提高人造金刚石产品的品级，并针对不同所需粒度对母粉材料调整可以满足生产出所需要的主粒度产品。但现有的母粉材料技术非常保守，并且良莠不齐，其制作方法存在很大的差异和缺点。
在人造金刚石技术中，最成熟且得到较广泛应用的是静压法，它主要是利用液压六面顶压机产生的静高压和电流产生的高温在触媒的作用下使石墨发生相变转化为金刚石。
工业用单晶金刚石磨料的粒度分布和晶型状态决定了它的使用领域和效果。一般粗粒度80目以粗，用于锯片工具，切割使用。小于63um，230目以细的单晶金刚石主要用于高效率的精磨。随着磨加工领域技术的不断突破，对细粒度金刚石的使用要求也不断提高，对270/325、325/400左右的单晶金刚石的使用量增加。但集中粒度的细粒度金刚石制作困难，通常的生产细粒度料厂家制作的细粒度料的粒度组成占比极少，利用率极低，导致了大量的生产浪费。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种高集中细粒度单晶金刚石母粉材料的制备方法。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种高集中细粒度单晶金刚石母粉材料的制备方法，包括以下步骤：
a、选取金刚石微粉晶种和碳素粉；金刚石微粉晶种的粒径为目标粒度金刚石粒度的1/5；
b、将金刚石微粉晶种和碳素粉混合，金刚石微粉晶种重量为碳素粉重量的1％；
c、在不锈钢容器内加入纯净水和分散剂，分散剂质量为纯净水的0.2％；
d、在不锈钢容器内加入混合后的金刚石微粉晶种和碳素粉，进行高速搅拌后静置至不锈钢容器内上层液体澄清；
e、将不锈钢容器内的上层液体倒出，余下混合物烤干即为母粉材料。
优选的，所述碳素粉粒度小于等于300目，石墨化度至少为99.999％；所述碳素粉经过1000℃高温真空处理。
优选的，步骤e中烤干温度为300℃。
优选的，所述分散剂为水溶性聚氨酯分散剂。
本申请的原理及有益效果为：本申请的母粉材料分散度高，比例均匀，主要用于高集中细粒度单晶金刚石的生产，尤其是针对230目以细目标粒度的单晶金刚石的集中生长率能达到50％以上。有助于提高企业生产效率，降低成本。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
一种高集中细粒度单晶金刚石母粉材料的制备方法，包括以下步骤：
a、选取金刚石微粉晶种和碳素粉；金刚石微粉晶种的粒径为9-11μm，碳素粉为300目，石墨化度至少为99.999％；所述碳素粉经过1000℃高温真空处理；
b、将金刚石微粉晶种和碳素粉混合，金刚石微粉晶种重量为碳素粉重量的1％；
c、在不锈钢容器内加入纯净水和水溶性聚氨酯分散剂，水溶性聚氨酯分散剂质量为纯净水的0.2％；
d、在不锈钢容器内加入混合后的金刚石微粉晶种和碳素粉，进行高速搅拌后静置至不锈钢容器内上层液体澄清；
e、将不锈钢容器内的上层液体倒出，余下混合物300℃烤干即为母粉材料。
本实施例针对270/325目标粒度的单晶金刚石集中生长进行母粉材料配置，母材料以2‰质量比加入到金刚石合成棒中，加工工艺为常规静压法，生长出来的金刚石粒度分布区间为50/60到400/500目，其中270/325粒度的金刚石质量占比为54％。
实施例2
一种高集中细粒度单晶金刚石母粉材料的制备方法，包括以下步骤：
a、选取金刚石微粉晶种和碳素粉；金刚石微粉晶种的粒径为7-9μm，碳素粉为300目，石墨化度至少为99.999％；所述碳素粉经过1000℃高温真空处理；
b、将金刚石微粉晶种和碳素粉混合，金刚石微粉晶种重量为碳素粉重量的1％；
c、在不锈钢容器内加入纯净水和水溶性聚氨酯分散剂，水溶性聚氨酯分散剂质量为纯净水的0.2％；
d、在不锈钢容器内加入混合后的金刚石微粉晶种和碳素粉，进行高速搅拌后静置至不锈钢容器内上层液体澄清；
e、将不锈钢容器内的上层液体倒出，余下混合物300℃烤干即为母粉材料。
本实施例针对325/400目标粒度的单晶金刚石集中生长进行母粉材料配置，母材料以5‰质量比加入到金刚石合成棒中，加工工艺为常规静压法，生长出来的金刚石粒度分布区间为50/60到400/500目，其中325/400粒度的金刚石质量占比为58％。
对比例1
本对比例采用不添加母粉的常规金刚石合成棒、加工工艺为常规静压法，目标粒度为270/325进行生产，生长出来的金刚石粒度分布区间为70/80到M12/22，目标粒度270/325质量占比为4.8％。
对比例2
本对比例采用添加常规母粉的常规金刚石合成棒、加工工艺为常规静压法，目标粒度为325/400进行生产；常规母粉为5-10μm的金刚石微粉，添加量为3‰，生长出来的金刚石粒度分布区间为60/70到M22/36，目标粒度325/400质量占比为5.4％。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种高集中细粒度单晶金刚石母粉材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、选取金刚石微粉晶种和碳素粉；金刚石微粉晶种的粒径为目标粒度金刚石粒度的1/5；
b、将金刚石微粉晶种和碳素粉混合，金刚石微粉晶种重量为碳素粉重量的1％；
c、在不锈钢容器内加入纯净水和分散剂，分散剂质量为纯净水的0.2％；
d、在不锈钢容器内加入混合后的金刚石微粉晶种和碳素粉，进行高速搅拌后静置至不锈钢容器内上层液体澄清；
e、将不锈钢容器内的上层液体倒出，余下混合物烤干即为母粉材料。
2.根据权利要求1所述的高集中细粒度单晶金刚石母粉材料的制备方法，其特征在于：所述碳素粉粒度小于等于300目，石墨化度至少为99.999％；所述碳素粉经过1000℃高温真空处理。
3.根据权利要求1所述的高集中细粒度单晶金刚石母粉材料的制备方法，其特征在于：步骤e中烤干温度为300℃。
4.根据权利要求1所述的高集中细粒度单晶金刚石母粉材料的制备方法，其特征在于：所述分散剂为水溶性聚氨酯分散剂。
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