一种超细颗粒金刚石单晶的合成方法

摘要

本发明公开了一种超细颗粒金刚石单晶的合成方法，包括原料石墨粉和触媒粉末的混合、混合原料置于三维混料机中混合、等静压处理、处理后进行造粒、颗粒混合物料装入模具、利用四柱压机压制成柱状芯柱、成型后的芯柱放入真空炉中处理、处理后的芯柱放入金刚石合成块中，合成块放入六面顶压机高温高压合成超细颗粒金刚石单晶产品。本发明采用的触媒粉末为Ni基合金触媒粉末。利用本发明可制备超细颗粒的金刚石单晶，合成的400目以细超细颗粒金刚石含量达90%以上，晶形完整率达85%以上；有效地解决了现有技术难以合成超细颗粒金刚石的不足；金刚石晶型完整，纯净度高、热冲值达80～87%。

主权项

一种超细颗粒金刚石单晶的合成方法，包括原料石墨粉和触媒粉末的混合、混合原料置于三维混料机中混合、等静压处理、处理后进行造粒、颗粒混合物料装入模具、利用四柱压机压制成柱状芯柱、成型后的芯柱放入真空炉中处理、处理后的芯柱放入金刚石合成块中，合成块放入六面顶压机高温高压合成超细颗粒金刚石单晶产品，其特征在于：a、所述触媒粉末为Ni基合金触媒粉末，Ni基合金触媒粉末的细度为600～1000目；以重量百分比表示，所述Ni基合金触媒粉末由以下原料按照常规方法制成：Fe 20%～25%，Co 3%～5%，Ce 0.5%～2%，Mn 3%～5%，SiC 0.5～1%，Mo 0.5～1%，余量为Ni；b、所述原料石墨粉和触媒粉末二者之间的重量比为4～5：6～5；c、合成块放入六面顶压机高温高压合成过程中，实际合成压力为5.5～6.0GPa，合成温度为1300～1400℃，实际合成压力和合成温度分别采用控制压力曲线及功率曲线完成；所述控制压力曲线：先将压力在40～50s由0Mpa升至暂停压力80～85Mpa，开始加热，保压200～260s后；将压力由暂停压力升压至95～100Mpa，升压时间为10s～15s，接着在20～30s将压力升至最终压力，升至最终压力后保压20～30s，保持结束时加热结束，加热结束后90～110s后卸压，卸压完成后合成结束；所述最终压力为103～105MPa；所述控制功率曲线：设置起始功率为3200W，最高功率为8000～8300W；加热后在30～40s内功率由起始功率缓升至最高功率，升至最高功率后保持200～240s；然后设置功率下降，5～10s功率由最高功率降至7300～7500W，保持该功率60～80s后停热结束。