[发明专利]一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料，其特征在于：所述分布式掺硼金刚石/金属基复合材料包含金属片，以及间隔分布于金属片表面的若干掺硼金刚石电极片，所述金属片与掺硼金刚石电极片之间含有亚氧化铅涂层。

2.根据权利要求1所述的一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料，其特征在于：所述亚氧化铅涂层全包覆于金属片表面，或若干亚氧化铅涂层间隔设置于金属片表面；所述亚氧化铅涂层的厚度为500nm-200μm。

3.根据权利要求1所述的一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料，其特征在于：

所述金属片选自钛包铜片、钽包铜片、钛片、铌片、钽片、锆片中的一种；

所述金属片的结构选自连续板状、网状、非连续框架、柱状、桶状、非规则立体状、规则立体状结构中的一种；

所述掺硼金刚石电极片由基底以及设置于基底表面的掺硼金刚石膜层组成；

所述硼金刚石电极片采用阵列排布的方式设置于金属片的表面。

4.根据权利要求3所述的一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料，其特征在于：所述基底选自金属镍、铌、钽、锆、铜、钛、钴、钨、钼、铬、铁中的一种或其合金中的一种；或基底选自陶瓷Si、Al₂O₃、ZrO₂、SiC、Si₃N₄、BN、B₄C、AlN、TiB₂、TiN、WC、Cr₇C₃、Ti₂GeC、Ti₂AlC和Ti₂AlN、Ti₃SiC₂、Ti₃GeC₂、Ti₃AlC₂、Ti₄AlC₃、BaPO₃中的一种或其中的掺杂陶瓷；

所述基底结构选自三维连续网络结构、二维连续网状结构、二维封闭平板结构、一维丝状、一维线状、一维棒状、零维颗粒状中的至少一种；

所述掺硼金刚石膜层的厚度为5-20μm；

所述掺硼金刚石膜层中的硼元素的质量分数为2‰-10‰。

5.权利要求1-4任意一项所述的一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料的制备方法，其特征在于：将含亚氧化铅的涂料均匀设置于金属片上，然后将掺硼金刚石电极片的基底裸露面面朝含亚氧化铅的涂料置于含亚氧化铅的涂料的金属片上，干燥、烧结即得分布式掺硼金刚石/金属基复合材料。

6.根据权利要求5所述的一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述含亚氧化铅的涂料的制备方法为：将无水乙醇、水、亚氧化铅、烧结助剂、粘结剂，混合，于80-120℃下搅拌30-90min即得；

其中无水乙醇、水、亚氧化铅的质量比为(1-3):(7-10):(8-11)；

所述烧结助剂选自Al粉、Ti粉、TiC₂粉、PbO₂粉、TiB₂粉中的至少一种，所述烧结助剂的加入量为亚氧化铅质量的2wt.％-10wt.％；

所述粘结剂选自聚乙烯醇、聚乙二醇、nafion中的至少一种，所述粘结剂的加入量为亚氧化铅质量的2wt.％-10wt.％。

7.根据权利要求6所述的一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料的制备方法，其特征在于：

所述干燥的温度为60℃-90℃，干燥的时间为5-24h；

所述烧结的过程为：采用5℃-10℃/min的升温速率先升温至300-450℃，保温1h～3h，然后采用5℃-10℃/min的升温速率升温至500-750℃，保温1h～4h，并控制真空度为1000-6000pa，氩气气氛流量20-100sccm。