一种以氧化锆纤维为增韧相的聚晶金刚石及其制备方法

摘要

本发明公开了一种以氧化锆纤维为增韧相的聚晶金刚石的制备方法，包括如下步骤：（1）以氯氧化锆为原料，采用连续计量法加入氨水或草酸，连续搅拌加热逐渐形成透明的溶胶，经干燥研磨后在微波烧结炉中焙烧，得到纳米氧化锆粉体；（2）将步骤（1）制得的纳米氧化锆粉体与聚丙烯腈树脂共混，制得无机氧化锆纤维；（3）将步骤（2）中得到的无机氧化锆纤维作为增韧剂与金刚石微粉、粘结剂分别进行混合，压制成试块；（4）将步骤（3）压制成型的试块与传压介质装配成合成块，通过烧结得到聚晶金刚石。与现有技术相比，本发明法制备的聚晶金刚石生产工艺更加简单，原料易得，生产成本低。

主权项

一种以氧化锆纤维为增韧相的聚晶金刚石的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）以氯氧化锆为原料，采用连续计量法加入氨水或草酸，连续搅拌加热逐渐形成透明的溶胶，然后依次用水和乙醇洗涤至用硝酸银试剂检验无氯离子，经干燥研磨后在微波烧结炉中焙烧，得到纳米氧化锆粉体；（2）将步骤（1）制得的纳米氧化锆粉体与聚丙烯腈树脂共混，再经过溶液纺丝制备得到有机无机杂化纤维，然后经热稳定化、炭化，得到无机氧化锆纤维；（3）将步骤（2）中得到的无机氧化锆纤维作为增韧剂与金刚石微粉、粘结剂分别进行混合，压制成试块；（4）将步骤（3）压制成型的试块与传压介质装配成合成块，通过烧结得到聚晶金刚石；所述步骤（1）中氯氧化锆与氨水或草酸的摩尔比为1：0.5～2.0，搅拌加热的温度为60～99℃，焙烧温度为700～1500℃，焙烧保温时间为0.5～2.0h，所得纳米氧化锆粉体的粒径为10～190nm；所述步骤（2）中的热稳定化和炭化要分阶段进行，所述有机无机杂化纤维热稳定化时在干燥的空气中进行，按照升温速率为10℃/h升温至210～320℃保温0.5‑2h；然后进行炭化，按照20～40℃/h的升温速率升温至1200～1800℃，焙烧1～4h得到无机氧化锆纤维；所述步骤（3）中金刚石微粉的粒径有三种分布，质量分数配比为：粒径2‑8μm范围的占5%～30%，粒径15‑25μm范围的占35%～70%，粒径35‑45μm范围的占15%～45%；金刚石微粉、无机氧化锆纤维和粘结剂相混合时质量分数分别为金刚石微粉55%～95%，增韧剂0.5%～15%，粘结剂2%～35%。