專利名稱：合成鋸片級(jí)人造金剛石坯件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開了一種合成鋸片級(jí)人造金剛石坯件，屬于用粉末狀石墨和粉末狀觸媒為材料而制成的合成鋸片級(jí)人造金剛石坯件。
人造金剛石是以石墨為基本原材料，在觸媒的參予下，將其裝在合成超硬材料用的超高壓高溫室內(nèi)，置于液壓機(jī)中，通以大電流高溫加熱，石墨在超高壓高溫條件下，轉(zhuǎn)變成金剛石。
在傳統(tǒng)的合成人造金剛石工藝中，所用物料——石墨和觸媒分別是圓形片體結(jié)構(gòu)，相互交替疊裝在超高壓高溫室內(nèi)形成坯件，這種結(jié)構(gòu)存在如下問題超高壓高溫室內(nèi)的溫度梯度大、石墨在向金剛石轉(zhuǎn)化過程中成核不均勻、在晶體生長(zhǎng)過程中，有相當(dāng)部份的晶核長(zhǎng)大時(shí)，碳源供應(yīng)不足，各向不均勻，導(dǎo)致部分晶體發(fā)育不完善。
為解決上述問題，本專利申請(qǐng)人在1995年8月14日申請(qǐng)的、1996年5月1日授權(quán)公告的95219423.6號(hào)專利文獻(xiàn)中，公開了一種合成鋸片級(jí)人造金剛石坯件，它是由鎳、錳、鈷和鐵等過渡元素之單體或多元體制成的粉末狀觸媒與粉末狀石墨相混合形成的圓柱體坯件結(jié)構(gòu)。雖然，該合成鋸片級(jí)人造金剛石坯件是為了解決上述問題而專門研制的，但在形成金剛石過程中，仍存在合成溫度高、制造成本大，未能尋找到更佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
本實(shí)用新型的目的是提供一種新型結(jié)構(gòu)的合成鋸片級(jí)人造金剛石坯件，其是對(duì)已有合成鋸片級(jí)人造金剛石坯件結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，提出了優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，與將要放置它的超高壓高溫室的室內(nèi)空間相匹配，以便合成人造金剛石時(shí)，具有腔體內(nèi)溫度梯度小、成核均勻、晶體發(fā)育完善、抗靜壓強(qiáng)度高、粒度大、成本低、利潤高、適于我國使用的特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種合成鋸片級(jí)人造金剛石坯件，它是由鐵、鎳過渡元素之單體或多元體制成的粉末狀觸媒與粉末狀石墨相混合形成的圓柱體。
其中，粉末狀觸媒與粉末狀石墨相混合形成的圓柱體直徑n是17.5～19毫米，高m是14～16毫米；或圓柱體的直徑n是19.5～23毫米，高m是16～20毫米。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是由于本實(shí)用新型通過研制模索在投入產(chǎn)出比一定的情況下，找出了采用由鐵、鎳過渡元素之單體或多元體制成的粉末狀觸媒與粉末狀石墨相混合形成的最經(jīng)濟(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)坯件結(jié)構(gòu)，使合成金剛石相對(duì)已有技術(shù)而言合成溫度降低，合成壓力減小，腔體內(nèi)溫度梯度小石墨在向金剛石轉(zhuǎn)化過程中成核均勻，在晶體生長(zhǎng)過程中，由于碳源供應(yīng)充足，晶體各向發(fā)育完善，晶型更好，使合成的金剛石粒度增大，抗靜壓強(qiáng)度提高，成本低，利潤高，適于我國使用。


圖1是本實(shí)用新型坯件立體示意圖；圖2是放置本實(shí)用新型的超高壓高溫室結(jié)構(gòu)示意圖；下面通過附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的詳細(xì)說明實(shí)施例1一種合成鋸片級(jí)人造金剛石坯件，如
圖1所示，它是由鐵、鎳過渡元素之單體或多元體制成的粉末狀觸媒與粉末狀石墨相混合形成的圓柱體1，圓柱體1放置在大小與之相匹配的合成超硬材料用超高壓高溫室內(nèi)；超高壓高溫室的結(jié)構(gòu)是在立方體9的中心設(shè)圓柱形通孔2，在通孔2中安裝有襯套，襯套是由上襯套3和下襯套4兩節(jié)構(gòu)成(也可由三節(jié)構(gòu)成)，襯套的內(nèi)壁設(shè)有金屬襯層5，金屬襯層5內(nèi)裝本實(shí)用新型所述的合成鋸片級(jí)人造金剛石圓柱體坯件1，在圓柱體坯件1裝入超高壓高溫室后，兩端可用金屬片6蓋住，然后在兩端加裝導(dǎo)電帽7；在金屬片6與圓柱體坯件1間加裝加熱墊；加熱墊由套環(huán)8與加熱片11組成，套環(huán)8中部是加熱片11；在加熱墊與圓柱體坯件1間可以加裝一片金屬片6；導(dǎo)電帽7是由鋼板沖壓而成的凹形帽體，凹形帽體內(nèi)的凹槽處裝有絕緣保溫隔熱材料10。
其中，可用于所有六面頂壓機(jī)上的合成鋸片級(jí)人造金剛石坯件，是由鐵、鎳過渡元素之單體或多元體制成的粉末狀觸媒與粉末狀石墨相混合形成的圓柱體1，鐵約為60％，鎳約為40％，該圓柱體1直徑n是17.5～19毫米，高m是14～16毫米，具體結(jié)構(gòu)可以是圓柱體1的直徑是17.5毫米，高是14毫米；或直徑是17.5毫米，高是15毫米；或是直徑是17.5毫米，高是16毫米；或直徑是18毫米，高是14毫米；或直徑是18毫米，高是15毫米；或直徑是18毫米，高是16毫米；或直徑是19毫米，高是14毫米；或直徑是19毫米，高是15毫米；或直徑是19毫米，高是16毫米；可用于6*800型以上的六面頂壓機(jī)上的合成鋸片級(jí)人造金剛石坯件，也是由鐵、鎳過渡元素之單體或多元體制成的粉末狀觸媒與粉末狀石墨相混合形成的圓柱體1，鐵約為60％，鎳約為40％，該圓柱體1的直徑n是19.5～23毫米，高m是16～20毫米，具體結(jié)構(gòu)可以是圓柱體1的直徑是19.5毫米，高是16毫米；或直徑是19.5毫米，高是17毫米；或是直徑是19.5毫米，高是18毫米；或直徑是19.5毫米，高是19毫米；或直徑是19.5毫米，高是20毫米；或直徑是20毫米，高是16毫米；或直徑是20毫米，高是17毫米；或是直徑是20毫米，高是18毫米；或直徑是20毫米，高是19毫米；或直徑是20毫米，高是20毫米；直徑是21毫米，高是16毫米；或直徑是21毫米，高是17毫米；或是直徑是21毫米，高是18毫米；或直徑是21毫米，高是19毫米；或直徑是21毫米，高是20毫米；直徑是22毫米，高是16毫米；或直徑是22毫米，高是17毫米；或是直徑是22毫米，高是18毫米；或直徑是22毫米，高是19毫米；或直徑是22毫米，高是20毫米；直徑是23毫米，高是16毫米；或直徑是23毫米，高是17毫米；或是直徑是23毫米，高是18毫米；或直徑是23毫米，高是19毫米；或直徑是23毫米，高是20毫米。
權(quán)利要求1 一種合成鋸片級(jí)人造金剛石坯件，它是由鐵、鎳過渡元素之單體或多元體制成的粉末狀觸媒與粉末狀石墨相混合形成的圓柱體(1)，其特征是圓柱體(1)直徑是17.5～19毫米，高是14～16毫米。
2 如權(quán)利要求1所述的一種合成鋸片級(jí)人造金剛石坯件，其特征在于粉末狀觸媒與粉末狀石墨相混合形成的圓柱體(1)的直徑是17.5毫米，高是14毫米；或直徑是17.5毫米，高是15毫米；或是直徑是17.5毫米，高是16毫米；或直徑是18毫米，高是14毫米；或直徑是18毫米，高是15毫米；或直徑是18毫米，高是16毫米；或直徑是19毫米，高是14毫米；或直徑是19毫米，高是15毫米；或直徑是19毫米，高是16毫米。
3 一種合成鋸片級(jí)人造金剛石坯件，它是由鐵、鎳過渡元素之單體或多元體制成的粉末狀觸媒與粉末狀石墨相混合形成的圓柱體(1)，其特征是圓柱體(1)的直徑是19.5～23毫米，高是16～20毫米。
4 如權(quán)利要求3所述的一種合成鋸片級(jí)人造金剛石坯件，其特征在于粉末狀觸媒與粉末狀石墨相混合形成的圓柱體(1)的直徑是19.5毫米，高是16毫米；或直徑是19.5毫米，高是17毫米；或是直徑是19.5毫米，高是18毫米；或直徑是19.5毫米，高是19毫米；或直徑是19.5毫米，高是20毫米；或直徑是20毫米，高是16毫米；或直徑是20毫米，高是17毫米；或是直徑是20毫米，高是18毫米；或直徑是20毫米，高是19毫米；或直徑是20毫米，高是20毫米；直徑是21毫米，高是16毫米；或直徑是21毫米，高是17毫米；或是直徑是21毫米，高是18毫米；或直徑是21毫米，高是19毫米；或直徑是21毫米，高是20毫米；直徑是22毫米，高是16毫米；或直徑是22毫米，高是17毫米；或是直徑是22毫米，高是18毫米；或直徑是22毫米，高是19毫米；或直徑是22毫米，高是20毫米；直徑是23毫米，高是16毫米；或直徑是23毫米，高是17毫米；或是直徑是23毫米，高是18毫米；或直徑是23毫米，高是19毫米；或直徑是23毫米，高是20毫米。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種合成鋸片級(jí)人造金剛石坯件,它是由鐵、鎳過渡元素之單體或多元體制成的粉末狀觸媒與粉末狀石墨相混合形成的圓柱體,它是對(duì)已有合成鋸片級(jí)人造金剛石坯件結(jié)構(gòu)的改進(jìn),經(jīng)多年研究提出了優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu),與將要放置它的超高壓高溫室的室內(nèi)空間相匹配,以便合成人造金剛石,與已有的金剛石坯件相比,具有溫度梯度小、成核均勻、晶體發(fā)育完善、抗靜壓強(qiáng)度高、成本低、利潤高、適于我國使用等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01J3/06GK2363782SQ9820834
公開日2000年2月16日 申請(qǐng)日期1998年9月10日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月10日
發(fā)明者王欣, 鄒慶亞, 張濤, 張簡(jiǎn) 申請(qǐng)人:北京晶鑫磊非金屬材料有限責(zé)任公司