[发明专利]一种穿孔金刚石的制备方法

说明书

本发明公开了一种穿孔金刚石的制备方法，属于金刚石表面处理领域。主要过程是先将金刚石预处理，再经过激光处理，将激光处理过的金刚石与Ni粉在真空管式炉中保护气氛下进行加热刻蚀，最后进行清洗处理即可得到穿孔金刚石。本发明操作简单、原料廉价易得、设备简单，适用于批量生产。

技术领域

本发明专利涉及金刚石表面处理技术领域，尤其是一种用于制备穿孔金刚石的方法。

背景技术

金刚石具有硬度高、强度大、耐磨损、抗腐蚀、绝缘性好和传热系数高等优点，在功能材料、磨具等诸多领域应用广阔。但由于金刚石本身表面光滑以及具有高的表面能等，使金刚石的应用领域受到一定限制，所以要对金刚石的表面进行处理，金刚石的表面刻蚀是一种重要的处理方法之一。

目前，金刚石的刻蚀方法主要有4大类：气相刻蚀、固相刻蚀、气固相刻蚀以及等离子刻蚀。其中，气相刻蚀和等离子刻蚀最大的缺点就是成本高、刻蚀设备复杂，不适合大批量的工业生产。所以，固相刻蚀和气固相就比较有优势，气固相混合刻蚀和固相刻蚀技术展现出了极大的成本和效率优势，是未来金刚石表面处理发展的趋势。

目前，用作金刚石刻蚀剂金属单质、金属氧化物、金属盐等，金属单质包括Fe、Co、Ni等触媒，金属氧化物包括触媒金属的氧化物、铁族金属的氧化物等，金属盐包括草酸盐、钾盐等。但是刻蚀金刚石后，只是在金刚石表面形成深浅不一的不同形状的刻蚀坑。{100}面为不规则的四边形或者是八边形刻蚀坑，{111}为倒金字塔形刻蚀坑。该刻蚀后的金刚石对于金刚石复合材料的制备是有一定的改善作用，但是制备出来的复合材料中的金刚石只是被其他材料简单的包覆结合，最理想的结合方式是相互咬合式结合。

发明内容

本发明的目的是：提供一种具有穿孔结构的金刚石的制备方法。

[为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：

a、金刚石表面预处理，其具体过程为：将1份金刚石用酸处理、碱处理、除有机物处理，然后烘干。

b、金刚石激光处理，具体过程为：将处理好的金刚石用激光照射5到10秒，最优选择为8秒。

c、金刚石的刻蚀，其具体过程为：将处理的金刚石与刻蚀剂在坩埚中混合均匀后，再将该混合物转移至石英舟中，稍微压实，将装有混合物的石英舟放入真空管式炉中，炉内进行气体置换使其充满保护气体，之后在流动的保护气体氛围下加热至1000℃到1200℃，保温时间为90min到150min后随炉冷却至室温。

d、刻蚀金刚石的处理，其具体过程为：将刻蚀后的金刚石转移至质量分数为10%的盐酸中，超声震荡10min到20min，过滤后用蒸馏水冲洗至中性，烘干，便可得到穿孔金刚石。

本发明中步骤a中酸处理优选过程为：将金刚石放入质量分数为10%到30%的稀盐酸溶液中煮10分钟到50分钟后洗净。

本发明中步骤a中碱处理优选过程为：将金刚石放入质量分数为10%到30%的NaOH溶液中煮10分钟到50分钟后洗净。

本发明中步骤a中除有机物优选过程为：将金刚石放入丙酮溶液中搅拌10分钟到50分钟后洗净，再用无水乙醇清洗并用蒸馏水洗净。

本发明中所述的金刚石粒度范围为300-600μm，最优选择为400μm。

本发明中的刻蚀剂是Ni粉。

本发明中金刚石与刻蚀剂的比例为1：5-1：10最优选择为1：5。

本发明中的激光束直径为2-8μm，最优选择为5μm。

本发明中所述的刻蚀温度为1000℃-1200℃，保温时间为90min-150min。

本发明中所述的保护气体为氮气、氩气以及它们的混合气体。

本发明的有益效果是：