[发明专利]一种六面顶压机合成用传压密封介质原料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种六面顶压机合成用传压密封介质原料及其制备方法和应用，属于六面顶压机合成技术领域。以叶腊石为原料，通过对其除杂、粉碎、成分检测，对比配方要求，对其添加铝、铁、钛等元素，使其成分配比达到理想要求，再经过筛分、混料、发酵、压制、烘干等工艺处理，制备出超硬材料合成用传压密封介质块。按此配方制备的传压密封介质块具有较好的传压性、密封性和保温性，可显著降低六面顶压机设备的使用压力、加热功率的波动，提高合成内部腔体稳定性，提高超硬材料产品质量，同时降低顶锤的消耗和设备的损耗，降低了合成超硬材料的生产成本。扩展了合成用传压密封介质原材料对叶腊石矿源的选用范围，降低了企业应对优质叶腊石资源匮乏的风险和采购成本。

技术领域

本发明涉及一种六面顶压机合成用传压密封介质技术领域，特别涉及一种六面顶压机合成用传压密封介质原料的配方及调配制备方法和应用。

背景技术

人工合成金刚石需要在特定的高温高压腔体中，压力和温度都来自于六面顶压机的顶锤，这就需要一种专用的传压与密封介质，放置在六面顶压机中施加压力以达到高温高压的内部环境。密封介质的功能包括：密封、保温、绝缘、传压、支撑。

金刚石合成用传压密封介质一般采用叶腊石作为原料，叶蜡石是一种层状结构的粘土矿物，具有内摩擦系数小，耐火度高，导热系数小，在加热过程中脱水温度范围宽、体积稳定，内摩擦系数随承受压力增大而增大等特点，符合六面顶压机密封介质的所有要求，是理想的密封材料。

一方面叶腊石具有有限性和品质差异，通常含有一定量的杂质，根据产地不同，矿石组分有一定的变化，有着不同的伴生矿及杂质，叶腊石传压密封材料的性能主要取决于叶腊石矿石的矿物组成，以北京门头沟产地的叶腊石原石最为优质，经过简单的处理之后只需添加少量的矿物即可用于生产，也是目前行业采用的唯一品种，但是由于每批次的矿源品质的差异性，造成其传压、密封、保温性能均存在一定的差异，体现到具体超硬材料的合成上，即叶腊石批次不同，造成合成所用压力、功率均存在着较为明显的波动，对产品质量有着较大的影响，且出现“放炮”事故频次也不同，锤耗也在较大范围波动，生产成本无法得到精准的控制。

另一方面作为主要原材料之一，矿产资源本身具有有限性，北京叶蜡石矿已开采多年，优质矿产逐渐减少，且叶腊石具有良好的物理及化学性能，也常被用于耐火材料、陶瓷原料等领域，而金刚石行业规模扩大，需求日益增大，叶腊石的价格也持续增长，但目前国内可直接用于超硬材料高温高压使用的叶腊石矿源严重不足，合成金刚石企业面临着资源危机和生产成本上升的双重压力，承受较大的风险，北京的叶腊石发生一个小的感冒，国内超硬材料行业可能就得重症甚至是不治之症。因此研究出一种相对于稳定的六面顶压机专用传压密封介质新原料以及制备方法和应用，缓解对北京叶腊石矿源的需求，降低资源不可替代的风险，同时降低生产成本，提高产品稳定性，是合成金刚石企业的当务之急。

在实际生产中，由于每批次的叶腊石矿各成分及含量有所差异，SiO₂、Al₂O₃含量比例不稳定，加之对传压密封介质块起到密封性和保温性有益的铁元素与钛元素含量不同，所制备的传压密封介质块，流动性、密封性和保温性有一定差异，因此需要对叶腊石中各主要成分做抽样检测，并将重量配比稳定在最优的范围内。

发明内容

本发明目的是为解决上述技术问题，提供一种六面顶压机专用的传压密封介质原料及其制备方法和应用。

本发明的技术方案是：

一种六面顶压机合成用传压密封介质原料，包括如下组成的成分：SiO₂47~50wt%；Al₂O₃37~39wt%；铁的氧化物2.2~2.5wt%；钛的氧化物1.5~1.7wt%；烧失量6~9wt%；其它杂质成分在0~3wt%；Al₂O₃与SiO₂比例为0.74~0.83：1。