[发明专利]一种金刚石聚晶的合成方法

说明书

本发明提供了一种金刚石聚晶的合成方法，属于金刚石聚晶制备技术领域。本发明提供的金刚石聚晶的合成方法，包括如下步骤：将金刚石微粉与金属粉末催化剂和溶剂混合后干燥，得到混合微粉；将得到的混合微粉进行高温高压烧结，得到金刚石聚晶；所述高温高压烧结为：将混合微粉装入组装单元，然后对所述组装单元加压和通电；所述组装单元包括绝缘管和设置在所述绝缘管两端的导电集流体。实施例的结果表明，利用本发明提供的催化剂合成的金刚石聚晶的晶体结构均匀，质量优良，且晶体内部未出现金属氧化物。

技术领域

本发明涉及金刚石聚晶制备技术领域，尤其涉及一种金刚石聚晶的合成方法。

背景技术

目前利用催化剂合成金刚石聚晶的方法主要有两种，一种是将金刚石微粉和催化剂混合后装入有圆形金属杯中，金属杯的外围套有圆形发热体，另一种合成方法是直接把金刚石微粉与催化剂混合并装入发热体中合成。以上发热体可以是石墨管、金属管、导电碳管等，通过发热体间接给金属杯内部的金刚石微粉和催化剂加热，或者直接由发热体供热，但是这两种方法都存在相同的问题，即发热体的热量传递给金刚石微粉和催化剂需要一定的传递时间，使合成的金刚石聚晶存在温度梯度变化，外层靠近发热体的温度高而中心位置温度低，导致金刚石聚晶的质量也产生了梯度变化，造成了金刚石聚晶质量不均匀，同时能耗也大。另外，这两种方法也同时存在局部催化剂被氧化，导致金刚石聚晶组织中夹杂金属氧化物，组织缺陷多的问题。

因此，亟需提供一种金刚石聚晶的合成方法，能够避免合成过程中由于温度梯度变化致使金刚石聚晶质量不均匀以及金刚石聚晶中存在氧化的催化剂杂质问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金刚石聚晶的合成方法，本发明提供的合成方法得到的金刚石聚晶的晶体结构均匀，组织中不会出现氧化的催化剂杂质，晶体缺陷少，质量优良。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种金刚石聚晶的合成方法，包括如下步骤：

(1)将金刚石微粉与金属粉末催化剂和溶剂混合后干燥，得到混合微粉；

(2)将所述步骤(1)得到的混合微粉进行高温高压烧结，得到金刚石聚晶；所述高温高压烧结为：将混合微粉装入组装单元，然后对所述组装单元加压和通电；所述组装单元包括绝缘管和设置在所述绝缘管两端的导电集流体。

优选地，所述步骤(1)中的金属粉末催化剂包括如下质量百分比的组分：0～80％的钴，0～30％的铁，0～40％的镍和0～35％的银；所述钴、铁、镍和银的质量百分比不同时为0。

优选地，所述金属粉末催化剂包括如下质量百分比的组分：10～75％的钴，10～25％的铁，10～35％的镍和10～32％的银。

优选地，所述金属粉末催化剂的粒径为0.1～10μm。

优选地，所述步骤(1)中金刚石微粉的粒径为0.1～70μm。

优选地，所述步骤(1)中的金刚石微粉与金属粉末催化剂的质量比为(80～100)：(1～15)。

优选地，所述步骤(1)中混合的方式为球磨。

优选地，所述球磨的转速为100～150r/min，所述球磨的时间为1～5h。

优选地，所述步骤(2)中高温高压烧结的温度为1200～1600℃，高温高压烧结的的压力为5～6GPa，高温高压烧结的时间为20～300s。

优选地，升温至所述高温高压烧结的温度的升温速率为80～160℃/s。