專利名稱：一種制備滲碳體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬材料的制備方法，具體地說是一種制備滲碳體的方法。
背景技術(shù)：
我們知道，石墨碳與金剛石分別是碳的不同表現(xiàn)形式，屬碳的同素異構(gòu)體。人工合成金剛石，其本質(zhì)就是在人工干預(yù)下，將碳的石墨構(gòu)造轉(zhuǎn)變成金剛石構(gòu)造。2002年《科學(xué)通報(bào)》第47卷第9期669頁發(fā)表了許斌等人題為《金屬包膜的結(jié)構(gòu)與鐵基觸媒合成金剛石的生長》研究成果，文中從微觀結(jié)構(gòu)上發(fā)現(xiàn)了石墨碳、滲碳體與金剛石之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，證明了由石墨碳轉(zhuǎn)變成金剛石不是一個(gè)簡單的碳原子的重新排列過程，而是需要經(jīng)過一系列的中間環(huán)節(jié)。其中，滲碳體在催化劑中的γ-(Fe，Ni)的吸引下，將碳原子集團(tuán)以片層狀形式的中間結(jié)構(gòu)從Fe3C中脫溶，最后，這種碳原子集團(tuán)堆積到金剛石晶面上。顯然，作為合成金剛石的原材料，滲碳體與石墨相比，滲碳體是更接近最終產(chǎn)品金剛石的原材料。長期以來，國內(nèi)外廣泛采用觸媒金屬加石墨和成金剛石，在這個(gè)過程中，雖然也可以產(chǎn)生滲碳體，但隨著金剛石的生長，將對滲碳體產(chǎn)生大量的消耗，由于反應(yīng)熔體內(nèi)的物理、化學(xué)及冶金環(huán)境所致，被金剛石的生長所消耗掉的滲碳體得不到補(bǔ)充，因此，金剛石的繼續(xù)形成及生長因缺乏滲碳體而停滯，所以，傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的金剛石品位低、粒度小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種生產(chǎn)工藝簡單、成本低、能夠大量產(chǎn)生滲碳體的制備方法。
本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種制備滲碳體的方法，A.按重量份把88-95份鐵粉、1-3份鎳粉、3-9份石墨粉混合均勻，烘干去潮氣；B.將混合粉料在600-700MPa壓力下冷壓成型；C.表面清理、除去污物；D.按重量份比為2～5∶1的冷壓成型胚料與石墨片(有無量的限制？)交替放入葉臘石腔體內(nèi)并將葉臘石置于六面頂壓機(jī)上；E.對葉臘石施以2-5GPa的超高壓、1200-1350攝氏度并保持90秒至4分鐘。
步驟B中所述的冷壓成型為片狀或圓柱狀。
本發(fā)明采用把一定比例的鐵粉、鎳粉和石墨粉在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，能夠產(chǎn)生大量的滲碳體，將會(huì)大大提高人工合成金剛石的質(zhì)量及數(shù)量，同時(shí)也能為深入研究金剛石的形成機(jī)理及對金剛石形成的控制手段提供研究所需的基本物質(zhì)基礎(chǔ)。利用該方法生產(chǎn)的滲碳體，產(chǎn)量高，能夠在金剛石合成過程中促進(jìn)金剛石顆粒的繼續(xù)形成并生長。


附圖是實(shí)施例3產(chǎn)生的滲碳體掃描電鏡像。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1A.按重量份把88份鐵粉、1份鎳粉、3份石墨粉混合均勻，烘干去潮氣；B.將混合粉料在600MPa壓力下冷壓成型為片狀；C.表面清理、除去污物；D.按重量份比為2∶1的將冷壓成型胚料與石墨片交替放入葉臘石腔體內(nèi)并將葉臘石置于六面頂壓機(jī)上；E.對葉臘石施以5GPa的超高壓、1350攝氏度并保持90秒。
實(shí)施例2A.按重量份把91份鐵粉、2份鎳粉、6份石墨粉混合均勻，烘干去潮氣；B.將混合粉料在650MPa壓力下冷壓成型為圓柱狀；C.表面清理、除去污物；D.按重量份比為3∶1的冷壓成型胚料與石墨片交替放入葉臘石腔體內(nèi)并將葉臘石置于六面頂壓機(jī)上；E.對葉臘石施以2GPa的超高壓、1300攝氏度并保持2分鐘。
實(shí)施例3A.按重量份把95份鐵粉、3份鎳粉、9份石墨粉混合均勻，烘干去潮氣；B.將混合粉料在700MPa壓力下冷壓成型為圓柱狀；C.表面清理、除去污物；D.按重量份比為4∶1的冷壓成型胚料與石墨片交替放入葉臘石腔體內(nèi)并將葉臘石置于六面頂壓機(jī)上；E.對葉臘石施以3GPa的超高壓、1200攝氏度并保持4分鐘。
所產(chǎn)生的滲碳體如附圖所示，從中可以看出滲碳體的比例已經(jīng)達(dá)到90％以上。
實(shí)施例4A.按重量份把88份鐵粉、3份鎳粉、5份石墨粉混合均勻，烘干去潮氣；B.將混合粉料在680MPa壓力下冷壓成型為圓柱狀；C.表面清理、除去污物；D.按重量份比為4.5∶1的冷壓成型胚料與石墨片交替放入葉臘石腔體內(nèi)并將葉臘石置于六面頂壓機(jī)上；E.對葉臘石施以4GPa的超高壓、1280攝氏度并保持3分鐘。
實(shí)施例5A.按重量份把95份鐵粉、1份鎳粉、4份石墨粉混合均勻，烘干去潮氣；B.將混合粉料在630MPa壓力下冷壓成型為片狀；C.表面清理、除去污物；D.按重量份比為5∶1的冷壓成型胚料與石墨片交替放入葉臘石腔體內(nèi)并將葉臘石置于六面頂壓機(jī)上；E.對葉臘石施以3.5GPa的超高壓、1300攝氏度并保持2分鐘。
權(quán)利要求
1.一種制備滲碳體的方法，其特征在于A.按重量份把88-95份鐵粉、1-3份鎳粉、3-9份石墨粉混合均勻，烘干去潮氣；B.將混合粉料在600-700MPa壓力下冷壓成型；C.表面清理、除去污物；D.按重量份比為2～5∶1的冷壓成型胚料與石墨片交替放入葉臘石腔體內(nèi)并將葉臘石置于六面頂壓機(jī)上；E.對葉臘石施以2-5GPa的超高壓、1200-1350攝氏度并保持90秒至4分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備滲碳體的方法，其特征在于步驟B中所述的冷壓成型為片狀或圓柱狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備滲碳體的方法，A.按重量份把88－95份鐵粉、1－3份鎳粉、3－9份石墨粉混合均勻，烘干去潮氣；B.將混合粉料在600－700MPa壓力下冷壓成型；C.表面清理、除去污物；D.按重量份比為2～5∶1的冷壓成型胚料與石墨片交替放入葉臘石腔體內(nèi)并將葉臘石置于六面頂壓機(jī)上；E.對葉臘石施以2－5GPa的超高壓、1200－1350攝氏度并保持90秒至4分鐘。本發(fā)明采用把一定比例的鐵粉、鎳粉和石墨粉在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，能夠產(chǎn)生大量的滲碳體，將會(huì)大大提高人工合成金剛石的質(zhì)量及數(shù)量，利用該方法生產(chǎn)的滲碳體，產(chǎn)量高，能夠在金剛石合成過程中促進(jìn)金剛石顆粒的繼續(xù)形成并生長。
文檔編號(hào)B01J3/06GK101053806SQ20071001306
公開日2007年10月17日 申請日期2007年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月22日
發(fā)明者崔建軍, 崔瀟, 李木森, 萬桂怡 申請人:山東大學(xué)