[发明专利]一种高韧性导电型聚晶金刚石复合片及其制备方法

权利要求书

1.一种高韧性导电型聚晶金刚石复合片，其特征在于，该高韧性导电型聚晶金刚石复合片是由镀硅金刚石微粉、碳纤维、金刚石微粉及铁镍合金粉作为混合粉末，利用六面顶大腔体压机，在压力为5.5GPa～6.0GPa，温度为1500℃～1700℃的条件下与硬质合金烧结制得的；其中，按照重量百分比计，镀硅金刚石微粉、碳纤维、金刚石微粉及铁镍合金粉的用量为：镀硅金刚石微粉80wt%～95wt%、碳纤维0.1wt%～2wt%、金刚石微粉1wt%～10wt%及铁镍合金粉1wt%～10wt%；

所述镀硅金刚石微粉的粒径为30μm～50μm；

所述碳纤维的粒度为1nm～100μm；

所述金刚石微粉的粒径0.1μm～12μm；

所述铁镍合金粉的粒径1nm～8μm；

断裂韧性达到9.4（±0.3）MPa·m^1/2，抗冲击破碎能30（±2）J。

2.根据权利要求1所述的一种高韧性导电型聚晶金刚石复合片，其特征在于，所述铁镍合金粉中铁与镍的质量比为5:5。

3.根据权利要求1所述的一种高韧性导电型聚晶金刚石复合片，其特征在于，所述硬质合金采用钨钴合金，硬质合金的含钴量为15%～16%。

4.根据权利要求3所述的一种高韧性导电型聚晶金刚石复合片，其特征在于，所述硬质合金的直径为10mm～30mm，厚度为4mm～8mm。

5.一种制备权利要求1所述的高韧性导电型聚晶金刚石复合片的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、准备原料：

①对金刚石微粉表面进行酸处理，去除金刚石微粉表面的残留金属杂质，蒸馏水洗至中性，干燥后，放入干燥容器内，备用；

②硬质合金净化处理：在无水乙醇条件下超声提取，去除硬质合金表面的杂质；

③按照重量百分比为镀硅金刚石微粉、碳纤维、金刚石微粉及铁镍合金粉的用量为：镀硅金刚石微粉80wt%～95wt%、碳纤维0.1wt%～2wt%、金刚石微粉1wt%～10wt%及铁镍合金粉1wt%～10wt%，分别称量上述各组分，在球磨机下进行均匀混合，球磨采用球料比1：1，将已混好的粉料装入石墨杯中，然后将装有粉料的石墨杯置于真空炉内进行真空热处理，真空炉内最高温度为650℃，真空度为3×10^-3 Pa，得到混合粉末，将得到的混合粉末与净化处理后的硬质合金，放入金属容器，进行压片处理，得到复合材料；

步骤2、高温高压组装烧结工艺：

将除杂冷压后的复合材料随包裹在其外部的金属容器置于氧化锆包裹容器中，放在六面顶大腔体压机内经高温高压烧结，烧结过程中保温预定时间，得到聚晶金刚石复合片；

在高温高压烧结过程中，烧结压力P的范围为5.5GPaP6.0GPa，烧结温度T的范围为1500℃T1700℃，烧结持续时间t的范围为5mint20min；

步骤3、将步骤2中得到的聚晶金刚石复合片进行研磨抛光，即得到所述高韧性导电型聚晶金刚石复合片；

所述步骤2中，在烧结时，先以0.5GPa/min～1GPa/min的升压速率升压至烧结压力，20℃/s～40℃/s的升温速率升温至烧结温度进行高温烧结，且在1400℃保温60s后，30s内升至烧结温度，烧结结束后以15℃/s～30℃/s降温降至600℃，保温3min～5min后降至室温，以0.1GPa/min～0.8GPa/min降压速率降至常压。