[发明专利]一种制作氧化镁复合片的工艺

说明书

本发明提供了一种制作氧化镁复合片的工艺，利用氧化镁粉的性质和作用，通过加入一定量的氧化锆粉，使用特制的磨具进行压制，将氧化镁复合片进行特定的烘制工艺，制作出金刚石或立方氮化硼合成用的氧化镁复合片，提高了其性能，保证了质量的稳定性，提高了金刚石和立方氮化硼的合成稳定性。

技术领域

本发明属于超硬材料合成用氧化镁复合片的制备工艺，特别是板块状金刚石单晶片的合成及宝石级金刚石大单晶的合成应用上，同时也能应用于立方氮化硼的合成。

背景技术

超硬材料（金刚石和立方氮化硼）在合成过程中，需要使用一种氧化镁片作为屏蔽材料来隔离合成棒料与外界材料之间的污染问题，同时起到一定的传压保温的作用，因此，氧化镁片的质量性能直接影响到金刚石或立方氮化硼的合成效果。传统的氧化镁片是用黄色的氧化镁粉加入5%~15%的水玻璃混合均匀再进行压制而成，再将压制好的氧化镁片放入烘箱中在350℃~400℃下处理2~4小时后，才可以进行合成使用。传统方法在制备过程中需要加入水玻璃（Na₂SiO₃·9H₂O）进行混料，水玻璃是一种刺鼻性有毒物质，在操作过程对人体非常有害，对环境也有一定的污染；而且在高温高压合成过程中会带入Na₂SiO₃杂质，同时氧化镁片里含有Na₂SiO₃会影响到其传压和保温的性能。因此，氧化镁片在超硬材料合成过程中起到很重要的作用，氧化镁片的质量性能直接影响到超硬材料合成的质量，因此研究新型的氧化镁复合片制备工艺对合成超硬材料具有很好的实用意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制作氧化镁复合片的工艺，该工艺采用氧化镁粉和氧化锆粉为原料，用蒸馏水混合均匀，制成混合料，将混合料压制成片，并在程序升温条件下保温，制得氧化镁复合片。

本发明制备氧化镁复合片的工艺中以氧化镁粉和氧化锆粉为原料，无需水玻璃，不会对人体造成伤害，同时不会污染环境；同时与传统方法相比，氧化镁复合片中不会引入杂质，进而不会影响氧化镁复合片的性能；最后采用本发明的制作工艺制备的氧化镁复合片在超硬材料合成过程中比传统氧化镁复合片合成的超硬材料的质量高。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种制作氧化镁复合片的工艺，包括以下步骤：

（1）将氧化镁粉和氧化锆粉干燥后备用；

（2）分别取步骤（1）干燥的氧化镁粉和氧化锆粉，将氧化镁粉和氧化锆粉混合均匀，加入蒸馏水，搅拌均匀，制成混合浆料；

（3）将步骤（2）制作的混合浆料压制成片，制成氧化镁预制片；

（4）将氧化镁预制片放在烘箱中，设定在200℃下保温30~90min，800℃下保温20~50min，1300℃下保温100~150min，即制得氧化镁片。

进一步，所述步骤（4）中设定在200℃下保温60min，800℃下保温30min，1300℃下保温120min。

进一步，所述步骤（2）中氧化镁粉和氧化锆粉的重量比为（80~90）∶（10~20），蒸馏水的用量为氧化镁粉和氧化锆粉重量和的5%~10%。

进一步，所述步骤（1）中氧化镁粉和氧化锆粉在300℃干燥30min。

进一步，所述步骤（3）中压制成片的工艺中所用压制磨具包括上压头、本体、下压头，上压头的底部侧边设有至少2个排气缝，排气缝的直径为0.1~0.2mm，排气缝的深度按照从上压头的底边向上计算为0.3~0.5mm。

进一步，所述步骤（1）中氧化镁粉为200~300目，纯度≥95%；氧化锆粉为200~300目，纯度≥99%。

一种权利要求1~6所述的工艺制作的氧化镁复合片。