一種含碳纖維的金剛石觸媒粉和制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于合成金剛石用觸媒粉領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在金剛石生產(chǎn)過程中，觸媒粉的存在至關(guān)重要。在沒有觸媒粉參與的情況下，石墨 轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸枰?3GPa的高壓和2700°C以上的高溫。采用觸媒，可使金剛石的合成壓力 與溫度分別降至5~6 GPa和1200~1400 °C，從而使工業(yè)生產(chǎn)金剛石成為可能。目前工 業(yè)金剛石合成中常采用的觸媒粉主要有鎳基、鐵基及鈷基三個(gè)合金體系，在混合制料過程 中，這些觸媒粉與石墨混合的均勻性較差，這主要是由于兩類材料不同的密度所引起的，雖 然在生產(chǎn)中采用三維立體攪拌及造粒的方法來緩解這一問題，但效果有限，從而使得所生 產(chǎn)出的金剛石分布不均，進(jìn)而對(duì)金剛石的質(zhì)量及產(chǎn)量產(chǎn)生一定的影響。
[0003] 作為市面上的一種熱門材料，碳纖維由于具有許多優(yōu)異性能而越來越多的受到關(guān) 注。其中碳纖維粉為碳纖維類材料的一種，也叫磨碎碳纖維，它是將高強(qiáng)度高模量碳纖維長 絲經(jīng)特殊技術(shù)表面處理、研磨、纖維甄別、篩選、高溫烘干后而得到的等長圓柱形微粒，其具 有碳纖維的多種優(yōu)良性能，如形狀細(xì)小、比表面積大、結(jié)合能力強(qiáng)等，越來越多地作為添加 劑應(yīng)用在復(fù)合材料當(dāng)中。
[0004] 對(duì)于金剛石觸媒粉的研宄由來已久，也常有在觸媒粉主料的基礎(chǔ)上添加微量元素 來提高金剛石的質(zhì)量(粒度峰值占比45/50)與產(chǎn)量，卻鮮少有人研宄碳纖維粉金剛石用觸 媒粉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足、提供一種用于合 成金剛石過程中，能夠使石墨粉混合均勻性好、合成的金剛石質(zhì)量好、產(chǎn)量高的金剛石觸媒 粉一一種含碳纖維粉的觸媒粉，還提供這種觸媒粉的制造方法。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種含碳纖維粉的觸媒粉，包括觸媒粉主料，所屬 的觸媒粉主料又包括屬粉末，其特征是：它還添加有碳纖維粉末，觸媒粉主料 和碳纖維重量比98~99. 5:0. 5~2。
[0007] 較好的，所述的觸媒粉主料和碳纖維重量比99:1。
[0008] 較好的，所述的碳纖維粉末直徑為7 μ m，長度為4 μ m~50 μ m。
[0009] 較好的，所述的觸媒粉主料的直徑為2 μ m~75 μ m。
[0010] 一種含碳纖維粉的觸媒粉的制造方法，包括以下步驟： a. 按重量比取觸媒粉主料和碳纖維粉末98~99. 5:0. 5~2 ; b. 將上述的觸媒粉主料和碳纖維粉末通過油溫混料機(jī)在105°C混合烘干后，冷卻得 到。
[0011] 較好的，所述的觸媒粉主料和碳纖維粉末按重量比是99:1。
[0012] 較好的，所述的碳纖維粉末直徑為7 μπι，長度為4 μπι~50 μπι，所述的觸媒粉主 料的直徑為2 μ m~75 μ m。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明的金剛石合成觸媒粉，發(fā)揮了碳纖維粉末的熱膨脹系數(shù)小與石墨粉相互溶解性 好的特性，所制備觸媒粉材料微觀組織均勻，與不加碳纖維粉粉末的金剛石合成觸媒粉對(duì) 比具有與石墨粉相容性好、分散性好的優(yōu)點(diǎn)，能夠提高金剛石質(zhì)量、提高合成的產(chǎn)量； 所述的觸媒粉主料和碳纖維粉末重量比99:1，所述的碳纖維粉末直徑為7 μ m，長度為 4 μ m~50 μ m，所述的觸媒粉主料的直徑為2 μ m~75 μ m，具有更好的效果。
[0014] 這樣的制造方法可以制造出上述優(yōu)點(diǎn)的金剛石觸媒粉。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 金剛石觸媒粉主料簡介：現(xiàn)有技術(shù)中，合成金剛石所使用的觸媒粉就是觸媒粉主 料，觸媒粉主料是由含（Fe、Ni、Co)元素的金屬材料經(jīng)過一系列物理形狀和化學(xué)組織性能變 化，通過一系列工藝制造方法制成的金屬粉末，化學(xué)名稱主要是Fe xNiyCoz金屬粉末。
[0016] 金剛石合成簡介：合成金剛石是用金剛石觸媒粉與石墨粉混合均勻后經(jīng)壓制等工 藝合成的，在合成設(shè)備上，可以使用不同的、與石墨粉混合均勻性不一樣的金剛石觸媒粉來 調(diào)節(jié)合成金剛石效果，合成的金剛石在粒度峰值占比45/50時(shí)占比越大、塊產(chǎn)越高，對(duì)合成 金剛石效果越好。
[0017] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容， 實(shí)施例1 : 取觸媒粉主料100克，所述的觸媒粉主料是FexNiyCcv^金粉末（下同），通過油溫混料 機(jī)在105°C混合烘干后，冷卻得到合成金剛石用第一觸媒粉。
[0018] 實(shí)施例2: 取觸媒粉主料99. 5克和0. 5克的碳纖維粉末，其中碳纖維粉末直徑為7 μ m，長度為 4 μ m~50 μ m，通過油溫混料機(jī)在105°C混合烘干后，冷卻得到合成金剛石用第二觸媒粉。
[0019] 實(shí)施例3: 取觸媒粉主料99克和1克的碳纖維粉末，其中碳纖維粉末直徑為7 μ m，長度為1 μ m~ 75 μ m，通過油溫混料機(jī)在105°C混合烘干后，冷卻得到合成金剛石用第三觸媒粉。
[0020] 實(shí)施例4 : 取觸媒粉主料98克和2克的碳纖維粉末，其中碳纖維粉末直徑為7 μ m，長度為1 μ m~ 50 μm，通過油溫混料機(jī)在105°C混合烘干后，冷卻得到合成金剛石用第四觸媒粉。
[0021] 實(shí)施例5: 取觸媒粉主料99克和1克的碳纖維粉末，其中碳纖維粉末直徑為6 μπι，長度為3 ym ~30 μ m，觸媒粉主料的顆粒直徑為1 μ m~60 μ m，通過油溫混料機(jī)在105°C混合烘干后，冷 卻得到合成金剛石用第五觸媒粉。
[0022] 實(shí)施例6 : 取觸媒粉主料99克和1克的碳纖維粉末，其中碳纖維粉末直徑為7 μπι，長度為4 ym ~50 μ m，觸媒粉主料的粉末顆粒直徑為2 μ m~75 μ m，通過油溫混料機(jī)在105°C混合烘干 后，冷卻得到合成金剛石用第六觸媒粉。
[0023] 實(shí)施例7 : 取觸媒粉主料99克和1克的碳纖維粉末，其中碳纖維粉末直徑為10 μ m，長度為8 μ m ~70 μ m，觸媒粉主料的粉末顆粒直徑為3 μ m~90 μ m，通過油溫混料機(jī)在105°C混合烘干 后，冷卻得到合成金剛石用第七觸媒粉。
[0024] 下表1為各實(shí)施例所得到的各觸媒粉的物理性能和用以制造金剛石的金剛石粒 度峰值產(chǎn)量、粒度峰值占比、塊產(chǎn)等指標(biāo)，比較各項(xiàng)性能數(shù)據(jù)可以看出，添加碳纖維粉末的 金剛石觸媒粉比不加入碳纖維粉末的觸媒粉效果良好，并且在觸媒粉主料和碳纖維重量比 98~99. 5:0. 5~2是可行的；其中，所述的觸媒粉主料和碳纖維重量比99:1具有更好的 效果。而且，所述的碳纖維粉末直徑為7 μ m、長度為4 μ m~50 μ m，所述的觸媒粉主料的直 徑為2 μ m~75 μ m，效果最好。
[0025] 表 1
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含碳纖維粉的觸媒粉，包括觸媒粉主料，所屬的觸媒粉主料又包括FexNiyC〇z 金屬粉末，其特征是：它還添加有碳纖維粉末，觸媒粉主料和碳纖維粉末重量比98~ 99. 5:0? 5 ~2〇
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸媒粉，其特征是：所述的觸媒粉主料和碳纖維粉末重量比 99:1〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的觸媒粉，其特征是：所述的碳纖維粉末直徑為7ym，長度 為 4ym~50ym〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的觸媒粉，其特征是：所述的觸媒粉主料的直徑為2ym~ 75ym〇
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的觸媒粉，其特征是：所述的觸媒粉主料的直徑為2ym~ 75ym〇
6. -種含碳纖維粉的觸媒粉的制造方法，包括以下步驟： a. 按重量比取觸媒粉主料和碳纖維粉末98~99. 5:0. 5~2 ; b. 將上述的觸媒粉主料和碳纖維通過油溫混料機(jī)在105°C混合烘干后，冷卻得到。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造方法，其特征是：所述的按重量比取觸媒粉主料和碳纖 維粉末99:1。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制造方法，其特征是：所述的碳纖維粉末直徑為7ym，長 度為4ym~50ym，所述的觸媒粉主料的直徑為2ym~75ym。
【專利摘要】本發(fā)明屬于合成金剛石用觸媒粉領(lǐng)域。是一種含碳纖維的金剛石觸媒粉和制造方法，含碳纖維的金剛石觸媒粉是觸媒粉主料還添加有碳纖維粉末，觸媒粉主料和碳纖維粉末重量比98～99.5:0.5～2，所述的碳纖維粉末直徑為7μm，長度為4μm～50μm，所述的觸媒粉主料的直徑為2μm～75μm，觸媒粉的制造方法，按重量比取觸媒粉主料和碳纖維粉末98～99.5:0.5～2，將上述的觸媒粉主料和碳纖維粉末通過油溫混料機(jī)在105℃混合烘干后，冷卻得到，這樣的觸媒粉具有與石墨粉相容性好、分散性好的優(yōu)點(diǎn)，能夠通過金剛石質(zhì)量、提高合成的產(chǎn)量，這樣的制造方法可以制造出上述優(yōu)點(diǎn)的金剛石觸媒粉。
【IPC分類】B01J23-755, B01J3-06
【公開號(hào)】CN104772144
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510132228
【發(fā)明人】黃松海, 李長青, 孟為民, 劉拾霞, 曹河周, 周亞杉
【申請(qǐng)人】河南黃河旋風(fēng)股份有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年3月24日