[发明专利]高透明度优质细－微细粒人造金刚石的生产工艺

说明书

                    技术领域

本发明涉及一种高透明度优质细-微细粒人造金刚石的生产工艺。

                    技术背景

细颗粒金刚石广泛用于高精度、难加工的金属材料、非金属材料中，如应用于航空航天、军事工业、电子-微电子、玻璃陶瓷等一系列尖端技术上，是很多领域开发、创新的先导性工作。因此是一项非常重要的课题。

尽管国外在本行业有几个主要著名厂家如美国G.E.Co.英-南非De Beers公司、德国Winter公司等在研制粗颗粒高品质金刚石上都有独到之处，但国外的金刚石生产设备，拿来生产细-微细粒人造金刚石很不适用，所以查新资料显示国外研究不多，据估计他们可能应用爆炸微粉末来替代，而从海关资料看，日、美等从中国进口粗、精微粉甚多，可能也是他们作为一种替代产品在应用。那么显然其质量没有国产的原生细-微细料好。故国产细-微细料在国际市场始终看好。

细-微细粒人造金刚石技术，在国内始于上世纪八十年代。目前的细-微细粒人造金刚石生产工艺流程是合金粉末和石墨按比例混料后压制成型与传压介质组装，烘烤后超高压高温合成，破碎合成棒，分解松散，电解除金属，破碎，摇床初选，淘洗，净化，筛分，选形，部分料球磨打连聚晶，二次净化，二次返筛，二次返选，一次与二次合并，按标准理化物性测定，分类包装，成品入库。发明者之一方啸虎当时就用超薄型鳞片状触媒粉加石墨粉合成细粒金刚石，由于是初期试验，所以质量一般。在九十年代初开始，本发明者之一的彭国强也在原有国内基础上，积极进行了研究和推广了当时认为是先进的粉末触媒合成金刚石细颗粒的工艺。

                    发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在大型压机上进行合成的高透明度优质细-微细粒人造金刚石的生产工艺。

为了解决上述技术问题，本发明采用的生产工艺是：一种高透明度优质细-微细粒人造金刚石的生产工艺，用粉末触媒和石墨粉压制成型后在超高压高温合成生产金刚石，所述的超高压高温合成工艺为：合成压力：一般在96-98MPa；升温压力：650-750MPa；合成温度：从合成工艺开始即比普通常用温度上调2-10％；暂停压力：为合成压力的80-92％，两次暂停压力相差0.10-0.15MPa；暂停时间：120-180S；合成时间：5-20S。

采用上述技术方案的高透明度优质细-微细粒人造金刚石的生产工艺，利用粉末触媒和优选的石墨粉，创造一种优质细-微细粒金刚石生产的环境，合成温度从一开始即比常用合成温度上调2-10％，使它在早期就开始有一个较高的温度，以便排渣，同时要求压力匹配调整，但到后期应适当调低温度，以防止金刚石向石墨逆转化。本生产工艺是在高温超高压工艺基础上进行调整的，高温超高压所要求的温度为1300-1350℃的高温，而压力为5-5.5万大气压的超高压。没有这样的温度和压力在静态高压下是难以合成出金刚石的。

本发明采用了的合成工艺，该合成工艺首先是要建立“互溶互渗-成核-生长-逆转化”这一新的金刚石生长全过程的理念，也就是说，在金刚石合成过程中，早期要特别重视互溶互渗的作用，它是后来金刚石是否能长多又长好的关键。本发明突出的重点是在早期“排渣”，把不必要的杂质从金刚石内部排出，否则也得不到高透明的金刚石。而进入高温加压阶段，这个阶段的选定就非常有讲究。本发明是在高温超高压的范围内进行合成，而且要对合成温度作出最佳的选择，这同样是获得高透明度细-微细金刚石极为重要的一个方面。

综上所述，本发明是一种在大型压机上进行合成的高透明度优质细-微细粒人造金刚石的生产工艺，应用互溶互渗-成核-生长-逆转化的金刚石晶体生长机制，从金刚石一旦生长即应开始的高温排渣，使产品透明度明显改善，实现了细-微细高透明度优质金刚石的良好效果。

                    附图说明

图1是片状触媒碳运输示意图；

图2是粉末触媒碳运输示意图；

图3是组装块结构示意图。

                    具体实施方式

利用粉末触媒和石墨粉压制成型，超高压高温合成工艺为：合成压力：一般在96-98MPa；升温压力：650-750MPa；合成温度：从一开始即比常用温度上调2-10％；暂停压力：为合成压力的80-92％，两次暂停压力相差0.10-0.15MPa；暂停时间：120-180S；合成时间(保压时间)：5-20S。