專利名稱：人造金剛石及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于爆炸法合成硬質材料的藥劑和裝配技術，特別是一種人造金剛石及其 制備方法。
背景技術：
爆炸法，包括沖擊波法、爆轟波法，是利用炸藥爆炸瞬態(tài)高溫高壓環(huán)境使一定方式 組裝的石墨發(fā)生相變轉化成金剛石，或使用負氧平衡炸藥，在爆炸條件下產生的游離碳經 過聚結、相變和晶化形成金剛石。經爆炸獲得的產品是金剛石和大量雜質形成的混合物，再 經過化學提純過程最后得到比較純凈的金剛石產品。中國專利CN01114454. 8和CN02114842. 2是利用炸藥驅動飛片打擊石墨，靠沖擊 所產生的高溫高壓，使石墨轉化為金剛石，該技術的原材料比較復雜，不僅要成型藥柱，還 需要成型石墨和金屬飛板；該技術合成的金剛石回收復雜；其所得的金剛石粒徑在一微米 以下，得率小于3%。中國專利CN101112678A、是利用負氧平衡炸藥中的碳在炸藥爆轟的熱力學條件下 發(fā)生聚結和相變生成納米或微米尺寸的金剛石，粒度分布在1-6000內米區(qū)間，顆粒外形呈 不規(guī)則鋸齒形，容易團聚，所用藥劑為梯恩梯(TNT)、黑索金(RDX)與奧克托金(HMX)與外加 碳源的混合物。其金剛石的得率只有5%。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種人造金剛石及其制備方法，所制備的金剛石的得率大 于9%，其顆粒外形為鋒利的鋸齒形，用于拋光材料時能顯著地提高拋光效果。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術解決方案為一種人造金剛石，由以下組分混合組成，并通 過爆炸制備而得組分按重量百分比計算炸藥粉50%- 76%
金屬粉10%- 30%
石墨10%- 20%
粘結劑 ‘4%一種人造金剛石的制備方法，步驟如下(a)將粘結劑溶解于石油醚或丙酮溶劑中形成溶液；(b)將炸藥粉、金屬粉、石墨干混，并將混好的混合物入到步驟(a)的溶液中；(c)將該溶液攪拌，并加熱揮發(fā)溶劑，當物料出現(xiàn)拉絲現(xiàn)象時停止攪拌；(d)將物料造粒、烘干，拋光處理得到顆粒；(e)將顆粒壓制成藥柱，并在密閉容器中爆炸合成金剛石。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點藥劑壓藥密度大于1.7g/cm3;金剛石得 率高，每百克藥劑可得9克金剛石；產品顆粒粒徑分布在200-12000nm，顆粒的中位徑 1. 95 μ m ；產品顆粒外形為不規(guī)則的鋸齒外形；產品的純度達99%。
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。


圖1是藥劑的掃描照片。圖2是裝配圖。圖3是金剛石的電鏡照片。圖4是合成的金剛石的衍射圖譜。
具體實施例方式本發(fā)明人造金剛石，由以下組分混合組成，并通過下述爆炸方法制備而得組分按 重量百分比計算炸藥粉50%- 76%
金屬粉10%- 30%
石墨10%- 20%
粘結劑 ‘4%本發(fā)明人造金剛石的制備方法，步驟如下(a)將粘結劑溶解于石油醚或丙酮溶劑中形成溶液。其中粘結劑為地蠟、石蠟、蟲 膠、硝化棉或熱塑型高分子材料，或者它們的混合物。熱塑型高分子材料為順丁橡膠、乙丙 橡膠或天然橡膠。(b)將炸藥粉、金屬粉、石墨干混，并將混好的混合物入到步驟(a)的溶液中。其中 炸藥粉為RDX、HMX、PETN中的一種，或者它們的混合物，其粒徑小于10微米。金屬粉為1 30 μ m粒徑的球狀Al、Mg或Al-Mg粉，或者過300目以上的片狀Al粉，或者它們的混合物。 石墨的平均粒徑1 30微米。(c)將該溶液攪拌，并加熱揮發(fā)溶劑，當物料出現(xiàn)拉絲現(xiàn)象時停止攪拌；(d)將物料造粒、烘干，拋光處理得到顆粒；(e)將顆粒壓制成藥柱，并在密閉容器中爆炸合成金剛石。上述步驟(a)、(c)在80°C以下操作。本發(fā)明的藥劑可以采用常規(guī)壓藥成型所要求的藥柱尺寸，其壓藥后的藥柱密度在 1. 7 1. 85g/cm3，壓制的藥柱裝填厚度不小于4mm的塑料管或厚度不小于0. 5mm的鋼管中， 裝填好的藥劑在爆炸容器中起爆。實施例1、藥劑制備按照質量百分比計算炸藥粉、金屬粉、石墨、粘結劑。
權利要求
1. 一種人造金剛石，其特征在于由以下組分混合組成，并通過爆炸制備而得組分按 重量百分比計算炸藥粉50%- 76%金屬粉10%- 30%石墨10%- 20%粘結劑 ‘4%
2.根據(jù)權利要求1所述的人造金剛石，其特征在于炸藥粉為RDX、HMX、PETN中的一種， 或者它們的混合物，其粒徑小于10微米。
3.根據(jù)權利要求1所述的人造金剛石，其特征在于金屬粉為1 30μ m粒徑的球狀Al、 Mg或Al-Mg粉，或者過300目以上的片狀Al粉，或者它們的混合物。
4.根據(jù)權利要求1所述的人造金剛石，其特征在于石墨的平均粒徑1 30微米。
5.根據(jù)權利要求1所述的人造金剛石，其特征在于粘結劑為地蠟、石蠟、蟲膠、硝化棉 或熱塑型高分子材料，或者它們的混合物。
6.根據(jù)權利要求5所述的人造金剛石，其特征在于熱塑型高分子材料為順丁橡膠、乙 丙橡膠或天然橡膠。
7.—種人造金剛石的制備方法，其特征在于步驟如下(a)將粘結劑溶解于石油醚或丙酮溶劑中形成溶液；(b)將炸藥粉、金屬粉、石墨干混，并將混好的混合物入到步驟(a)的溶液中；(c)將該溶液攪拌，并加熱揮發(fā)溶劑，當物料出現(xiàn)拉絲現(xiàn)象時停止攪拌；(d)將物料造粒、烘干，拋光處理得到顆粒；(e)將顆粒壓制成藥柱，并在密閉容器中爆炸合成金剛石。
8.根據(jù)權利要求7所述的人造金剛石的制備方法，其特征在于組分按重量百分比計算炸藥粉50%- 76%金屬粉10%- 30%石墨10%- 20%粘結劑 ‘4%
9.根據(jù)權利要求7所述的人造金剛石的制備方法，其特征在于步驟(a)、(c)在80°C以 下操作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種人造金剛石及其制備方法，將粘結劑溶解于石油醚或丙酮溶劑中形成溶液；將炸藥粉、金屬粉、石墨干混，并將混好的混合物入到上步的溶液中；將該溶液攪拌，并加熱揮發(fā)溶劑，當物料出現(xiàn)拉絲現(xiàn)象時停止攪拌；將物料造粒、烘干，拋光處理得到顆粒；將顆粒壓制成藥柱，并在密閉容器中爆炸合成金剛石。本發(fā)明藥劑壓藥密度大于1.7g/cm3；金剛石得率高，每百克藥劑可得9克金剛石；產品顆粒粒徑分布在200-12000nm，顆粒的中位徑1.95μm；產品顆粒外形為不規(guī)則的鋸齒外形；產品的純度達99％。
文檔編號B01J3/06GK102091569SQ201010582549
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權日2010年12月10日
發(fā)明者張玉磊, 朱英中, 李斌, 王海洋, 解立峰, 解立新, 陳際洋, 韓志偉 申請人:李斌, 解立峰, 解立新