專利名稱：一種滲碳體型金剛石催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域，特別是用于合成高品位、大顆粒金剛石單晶的滲碳體型金剛石催化劑及其制備方法。
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》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合成金剛石，在這個過程中，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，提供一種成本低，生產(chǎn)工藝簡單，能保障金剛石生長所需的滲碳體的滲碳體型金剛石催化劑及其制備方法。
本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種滲碳體型金剛石催化劑，各組分按重量份計，滲碳體38-75份、鐵26-41份、鎳5-15份、石墨1-8.4份。
各組分按重量份計，滲碳體48份、鐵40份、鎳7份、石墨5份。
滲碳體型金剛石催化劑的制備方法A.把滲碳體粉、鐵粉、鎳粉、石墨粉按前述重量份混合均勻，烘干去潮氣；B.將混合粉料在620-750MPa壓力下冷壓成型為片狀；C.整形、表面清理、除去污物。
本發(fā)明采用將滲碳體、鐵、鎳和石墨作為合成金剛石用催化劑，可以在合成過程中提供大量的滲碳體，以補(bǔ)充金剛石在生長過程中所消耗掉的滲碳體，從而使金剛石繼續(xù)形成及生長得以維持，為獲得高品位、高產(chǎn)量、大顆粒金剛石單晶提供物質(zhì)來源。


附圖為實(shí)施例1利用本發(fā)明作為催化劑產(chǎn)生的金剛石掃描鏡像圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1各組分按重量份計，滲碳體38份、鐵26份、鎳5份、石墨1份。
制備方法A.把滲碳體粉、鐵粉、鎳粉、石墨粉按前述重量份混合均勻，烘干去潮氣；B.將混合粉料在620MPa壓力下冷壓成型為片狀；C.整形、表面清理、除去污物。
將上述催化劑生產(chǎn)的金剛石如附圖所示。
實(shí)施例2各組分按重量份計，滲碳體48份、鐵40份、鎳7份、石墨5份。
制備方法A.把滲碳體粉、鐵粉、鎳粉、石墨粉按前述重量份混合均勻，烘干去潮氣；B.將混合粉料在680MPa壓力下冷壓成型為片狀；C.整形、表面清理、除去污物。
實(shí)施例3各組分按重量份計，滲碳體56份、鐵35份、鎳10份、石墨6份。
制備方法A.把滲碳體粉、鐵粉、鎳粉、石墨粉按前述重量份混合均勻，烘干去潮氣；B.將混合粉料在700MPa壓力下冷壓成型為片狀；C.整形、表面清理、除去污物。
實(shí)施例4備組分按重量份計，滲碳體75份、鐵41份、鎳15份、石墨8.4份。
制備方法A.把滲碳體粉、鐵粉、鎳粉、石墨粉按前述重量份混合均勻，烘干去潮氣；B.將混合粉料在750MPa壓力下冷壓成型為片狀；C.整形、表面清理、除去污物。
權(quán)利要求
1.一種滲碳體型金剛石催化劑，其特征在于各組分按重量份計，滲碳體38-75份、鐵26-41份、鎳5-15份、石墨1-8.4份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滲碳體型金剛石催化劑，其特征在于各組分按重量份計，滲碳體48份、鐵40份、鎳7份、石墨5份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種滲碳體型金剛石催化劑的制備方法，其特征在于A.把滲碳體粉、鐵粉、鎳粉、石墨粉按前述重量份混合均勻，烘干去潮氣；B.將混合粉料在620-750MPa壓力下冷壓成型為片狀；C.整形、表面清理、除去污物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種滲碳體型金剛石催化劑及其制備方法，各組分按重量份計，滲碳體38－69份、鐵26－41份、鎳5－15份、石墨1－8.4份。合成滲碳體型金剛石用催化劑的制備方法A.把滲碳體粉、鐵粉、鎳粉、石墨粉按前述重量份混合均勻，烘干去潮氣；B.將混合粉料在620－750MPa壓力下冷壓成型為片狀；C.整形、表面清理、除去污物。本發(fā)明采用將滲碳體、鐵、鎳和石墨作為合成金剛石用催化劑，可以在合成過程中提供大量的滲碳體，以補(bǔ)充金剛石在生長過程中所消耗掉的滲碳體，從而使金剛石繼續(xù)形成及生長得以維持，為獲得高品位、高產(chǎn)量、大顆粒金剛石單晶提供物質(zhì)來源。
文檔編號B01J27/22GK101024156SQ20071001322
公開日2007年8月29日 申請日期2007年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月16日
發(fā)明者崔建軍, 崔瀟, 李木森, 尹龍衛(wèi), 宮建紅 申請人:山東大學(xué)