[发明专利]一种微-纳米级聚晶金刚石复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种微-纳米级聚晶金刚石复合材料，其特征在于：其成分包含碳纳米葱和微米金刚石；

所述微米金刚石的质量百分比为20～50wt.％，余量为碳纳米葱。

2.根据权利要求1所述的微-纳米级聚晶金刚石复合材料，其特征在于：所述碳纳米葱的平均粒度为5nm；

所述微米金刚石为破碎料，其粒度为0.5～5μm，纯度为99％。

3.根据权利要求1所述的微-纳米级聚晶金刚石复合材料，其特征在于：所述微-纳米级聚晶金刚石复合材料的维氏硬度为30～200GPa。

4.一种如权利要求1～3任一所述的微-纳米级聚晶金刚石复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将平均晶粒尺寸为5nm的爆轰纳米金刚石粉进行退火处理，在退火处理中真空度为1～1.0×10^-2Pa，退火温度900～1600℃，且退火后保温0～2h，制得平均晶粒尺寸为5nm的碳纳米葱；

S2、往步骤S1制得的碳纳米葱中加入微米金刚石晶粒进行混料，且所述微米金刚石的质量百分比为20～50wt.％；

S3、将微米金刚石和碳纳米葱所形成的混合物装填入WC硬质合金模具中预压，预压压力为400～600MPa，预压10～30s；

S4、把预压后的样品装入模具中进行高温高压烧结，制得微-纳米级聚晶金刚石复合材料。

5.根据权利要求3所述的微-纳米级聚晶金刚石复合材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤S3中WC硬质合金模具使用LaCaO₃作为保温材料，金属Re作为加热体，叶腊石作为密封材料，MgO或Al₂O₃作为传压介质，W-Re热电偶进行测温。

6.根据权利要求3所述的微-纳米级聚晶金刚石复合材料的制备方法，其特征在于：

在所述步骤S4中高温高压烧结的工艺为：

首先，在10-24h内把预压后的样品缓慢施加压力至8～25GPa；然后，以10～30℃/min的升温速率从室温升到1600～2150℃，保温5～60min后随炉冷却，制得毛坯，并将制备的毛坯进行表面磨削、去毛刺处理，得到所述微-纳米级聚晶金刚石复合材料。