專利名稱：一種含氧化物的合成金剛石用粉末觸媒的制作方法
技術領域：
本發明屬于人工合成金剛石用觸媒材料技術領域，特指一種含氧化物的合成金剛石用粉末觸媒材料。
背景技術：
工業生產人造金剛石，必須在石墨原料中加入合金觸媒(例如Fe，Ni，Mn，Co等形成的合金)，在高溫高壓作用下經觸媒的催化作用將石墨部分轉化為金剛石。觸媒主要分為片狀和粉末兩種，目前較先進的粉末觸媒在工業生產中大量采用。人造金剛石的品質和產量主要由工藝，粉末觸媒的成分，粒度，晶形以及其在石墨中的分散均勻程度等因素決定；粉末觸媒在制備以及與石墨粉共混階段容易吸附空氣，使觸媒顆粒表面發生氧化，嚴重影響人造金剛石的品質。目前工業上先將觸媒合金化，然后在真空條件下制粉，最后在真空或保護氣氛下與石墨粉共混，以減少觸媒氧化。
目前的粉末觸媒生產方法，合金熔煉及粉碎成本較高，如張曙光等提出的“氣霧化Ni-Mn-Co合金粉末觸媒制備及其合成金剛石特性”，粉末冶金技術，20，16-19(2002)；由于粉末合金比表面積較大，化學性質活潑，因此在制造以及與石墨粉共混過程中很難將吸附氣體排除干凈，使觸媒的催化作用降低，影響人造金剛石的單產和品質。
發明內容
本發明的目的是提供一種制造成本較低，容易除去吸附氣體的含氧化物的合成金剛石用粉末觸媒材料。
實現上述目的的合成金剛石用粉末觸媒材料，其化學成分為(重量)普通Fe-Ni基粉末合金觸媒為95％-60％，另外還含有Ta、Sn、Cr、Li、Mg、B，O之中的一種或兩種以上元素及其化合物構成的添加劑，其合計含量為5％-40％。通過簡單的機械球磨使粉末觸媒原料和石墨粉均勻混合，然后壓塊成形，在保護氣氛下進行燒結；再經過二次球磨和二次燒結成型后，獲得的石墨棒即可直接用于金剛石合成。
本發明的優點是通過改變粉末觸媒的配方，同時采用簡單易行的粉末觸媒制備及粉末觸媒一石墨粉共混工藝代替了目前常規的氣霧法工藝；通過在粉末觸媒中加入穩定的低熔點氧化物和金屬，解決粉末觸媒吸附氣體的問題；此外金剛石合成過程中低熔點穩定氧化物形成熔體，促進了金剛石生長過程中碳向觸媒顆粒表面的轉移。利用本發明，在其他性能指標不低于傳統粉末觸媒合金法合成的金剛石前提下，可使50/60目及50/60目以上的大顆粒金剛石占總產量可達50％以上。
具體實施例方式
實施例1石墨原料(重量比)90％粉末觸媒(重量比)10％
粉末觸媒中各種物質所占比例(重量比)分別為Fe65％Ta10％Li5％Mg10％B2O310％實施例2石墨原料(重量比)75％粉末觸媒(重量比)25％粉末觸媒中各種物質所占比例(重量比)分別為Fe65％Ni15％Li5％Si5％B2O310％實施例3石墨原料(重量比)65％粉末觸媒(重量比)35％粉末觸媒中各種物質所占比例(重量比)分別為Fe65％Ni25％Li5％B2O35％實施后主要效果在420缸徑，6×14000KN六面頂壓機上，利用37×37×37，23腔體粉壓塊，在石墨-金剛石轉化率接近，同時其他性能指標不低于利用傳統Fe/Ni合金粉末觸媒(60％Fe，40％Ni)合成的金剛石情況下，利用本發明合成金剛石時，金剛石顆粒尺寸分布與傳統Fe/Ni粉末合金觸媒法合成金剛石顆粒尺寸分布比較
權利要求
1.一種含氧化物的合成金剛石用粉末觸媒材料，其特征是化學成分為(重量)普通Ni基或Fe基粉末或二者共同混合形成的合金觸媒為95％-60％，另外還含有5％-40％的Ta、Sn、Cr、Li、Mg、B，O之中的一種或兩種以上元素及其化合物構成的添加劑。
全文摘要
本發明屬于人工合成金剛石用觸媒材料技術領域，其化學成分為(重量)普通Ni基或Fe基粉末合金觸媒95％－60％，另外還含有Ta、Sn、Cr、Li、Mg、B，O之中的一種或兩種以上元素及其化合物構成的添加劑，其合計含量為5％－40％。在工業性生產金剛石的合成條件下，使用此觸媒可以合成出占總量50％以上的晶型完整、透明度高、顆粒較粗(50/60目及50/60目以上)的金剛石，同時保證金剛石的力學性能指標(破碎強度)不低于利用傳統Fe/Ni粉末觸媒法生產的金剛石。
文檔編號B01J23/755GK1686611SQ200510037860
公開日2005年10月26日 申請日期2005年2月25日 優先權日2005年2月25日
發明者曹大呼, 李坤 申請人:江蘇工業學院