專利名稱：一種亞納米級添加劑觸媒及其制作方法
現有的各種觸媒合金在靜壓法生產人造金剛石時能在超高壓、高溫條件下發生催化作用，促使石墨晶體轉化為金剛石晶體的反應過程加速。它雖然具有合成較穩定，合成范圍較寬，單晶強度較高的優點，但是合成的金剛石存在夾渣多、氣泡多、裂紋多、透明度欠佳等內部缺陷，真正的高品級金剛石很難生產出來。
本發明的目的是提供一種亞納米級添加劑觸媒及其制作方法，做到該觸媒能合成高品級優質金剛石，即金剛石雜質含量少、氣泡、裂紋等內部缺陷少、透明度高、耐沖擊強度高，熱穩定好。
本發明的目的是這樣實現的在普通鎳基觸媒或鐵基觸媒中加入添加劑，添加劑為亞納米級的堿金屬化合物、鉭鈮類貴金屬、稀土元素中的一種或二種、三種的混合物，加入量為觸媒重量的0.02～2％。加入方法有兩種一種是在片狀觸媒原材料熔鑄過程中加入，另一種是將添加劑直接均勻彌散到粉狀觸媒中。
眾所周知，納米材料具有極高的活性，但其制備復雜，成本極高，大規模使用的難度非常大，目前很難直接用于生產。本發明為了做到既改善現有觸媒的活性和性能，又降低生產成本，因此選擇采用亞納米級的添加劑。原因是亞納米級材料活性高、制備容易。
與已有技術相比，本發明有下列特點1、由于觸媒中含有亞納米級的堿金屬化合物和貴金屬，因此在金剛石合成過程中能促進金剛石定向成核，有利于提高人造金剛石的產量，拓寬合成范圍，提高合成穩定性。
2、觸媒中含有的亞納米級稀土元素具有比普通稀土元素高得多的活性，在金剛石合成過程中，能產生強烈的攪拌、脫氧作用，凈化合金，同時還有強烈的除雜、除氣作用，因此使合成的人造金剛石具有內部缺陷氣泡少、雜質少、透明度高、抗壓強度高，熱穩定性好，顏色深黃等優點。
3、經多次試驗顯示，利用該觸媒合成人造金剛石，具有合成范圍寬，合成穩定性好，容易控制、單產高的特點。合成的人造金剛石具有抗壓強度高、沖擊韌性好、雜質少、透明度高、晶形好、熱穩定性強、顏色深黃的優點，即可大幅度改善人造金剛石性能，提高人造金剛石的附加值，每個合成棒單塊產值可提高1.5至2.5元。以每個提高1.5元計算，全國每年人造金剛石總附加值可提高1億元以上。因此具有較高的社會、經濟效益前景。
下面通過實施例詳細敘述本發明的配比及制作方法實施例一片狀觸媒原材料熔鑄過程中加入添加劑首先將999.72克片狀鎳基觸媒或鐵基觸媒原材料加熱至熔化狀態，然后將0.13克亞納米級CaCO3，0.002克亞納米級稀土和0.15克亞納米級金屬鈮的混合物加入并共同熔煉。
實施例二粉狀觸媒中直接加入添加劑在999.8克粉狀觸媒中直接均勻彌散加入0.09克亞納米級Na2CO3、0.001克亞納米級稀土和0.109克亞納米級金屬鉭的混合物，與合成金剛石用的碳粉、粘結劑等均勻混合，預壓成棒供合成用。
實施例三加入大劑量的亞納米級材料在980克粉狀觸媒中加入8克亞納米級K2CO3、0.003克亞鈉米級稀土和11.997克亞鈉米級金屬鎳的混合物，其余與例二相同。
實施例四只加入一種亞納米級材料在999.7克粉狀觸媒中只加入0.3克亞納米級Ca(OH)2，其余與例二相同。
實施例五加入二種亞納米級材料的混合物在999.7克粉狀觸媒中加入0.299克亞納米級金屬鈮和0.001克亞納米級稀土元素的混合物，其余與例二相同。
權利要求
1.一種合成人造金剛石用的亞納米級添加劑觸媒，其特征是添加劑為亞納米級的堿金屬化合物、鉭鈮類貴金屬、稀土元素中的一種或二種、三種的混合物，添加劑含量為觸媒重量的0.02～2％，該觸媒其它成份含量與普通鎳基觸媒或鐵基觸媒基本相同。
2.根據權利要求1所述的亞納米級添加劑觸媒制作方法，其特征是在片狀觸媒原材料熔鑄過程中加入或在粉狀觸媒中直接均勻彌散加入添加劑，添加劑為亞納米級的堿金屬化合物、鉭鈮類貴金屬、稀土元素中的一種或二種、三種的混合物，加入量為觸媒重量的0.02～2％。
全文摘要
本發明涉及一種合成人造金剛石用的亞納米級添加劑觸媒，其添加劑為亞納米級的堿金屬化合物、鉭鈮類貴金屬、稀土元素中的一種或二種、三種的混合物，添加劑含量為觸媒重量的0.02～2％，該觸媒其它成份含量與普通鎳基觸媒或鐵基觸媒基本相同。利用本發明合成人造金剛石，具有合成范圍寬，合成穩定性好，容易控制，單產高的特點。合成的人造金剛石具有抗壓強度高，沖擊韌性好，雜質少，透明度高，晶形好，熱穩定性強，顏色深黃的優點，即可大幅度改善人造金剛石的性能，增加其附加值，具有較高的社會、經濟效益前景。
文檔編號B01J23/20GK1395990SQ0112274
公開日2003年2月12日 申請日期2001年7月15日 優先權日2001年7月15日
發明者張樹芳 申請人:張樹芳