[发明专利]一种硬质合金复合压砧及其制备方法

说明书

本发明公开一种硬质合金复合压砧及其制备方法，所述硬质合金复合压砧包括硬质合金基底和焊接在所述硬质合金基底表面上的顶砧，所述顶砧选自聚晶金刚石顶砧、硬质合金顶砧、金属陶瓷顶砧、聚晶立方氮化硼顶砧中的一种。本发明提供的硬质合金复合压砧，具有硬度高、导热性能好、耐热性强、使用性价比高、可获得7～10GPa的压力，具有较高的承压效率，弥补高压下硬质合金使用寿命短的不足，有效的提高高温高压装置体内部压力。

技术领域

本发明涉及超硬材料领域，尤其涉及一种硬质合金复合压砧及其制备方法。

背景技术

二十世纪五十年代出现多种静高压发生装置，其中以Bridgman对顶砧及Dfickazner等改进的bridgmM容器占主导，最高压力可达20-30GPa。由于选择强度高的优质材料做加载部件是提高压力的关键之一，故人们自然想到用最硬的材料——金刚石做压砧。目前，国内主要采用多晶金刚石和复合型多晶金刚石作为一级增压单元，其缺点是使用成本较高、结构复杂、腔体利用率较低，受制于样品腔直径小(一般只有几个或几百微米)不利于新型材料的产业化生产与推广。而大腔体高压装置的运用有效的解决了样品腔体直径小这一劣势，其已广泛运用于超硬材料的生产中，所以提高压腔装置的实际工作压力成为各国研究的重点。一般来说，当增压单元使用硬质合金作为初级压砧时，可获得最高压力一般不超过7GPa，且其在高压下使用寿命较短。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种硬质合金复合压砧及其制备方法，旨在解决现有硬质合金作为初级压砧时，可获得最高压力较低、高压下硬质合金使用寿命较短的问题。

本发明的技术方案如下：

一种硬质合金复合压砧，其中，所述硬质合金复合压砧包括硬质合金基底和焊接在所述硬质合金基底表面的顶砧，所述顶砧选自聚晶金刚石顶砧、硬质合金顶砧、金属陶瓷顶砧、聚晶立方氮化硼顶砧中的一种。

可选地，所述硬质合金选自YG8、YG9、YG10、YG11、YG12、YG13、YG14、YG15、YG16中的一种。

可选地，所述顶砧的形状为梯形方块或圆柱体。

可选地，所述梯形方块的上表面是边长为35mm的正方形，下表面是边长为39mm的正方形，所述梯形方块的高度为2mm，所述梯形方块的斜边与底边的夹角为45°；

或者，所述圆柱体的直径为35～75mm，高度为2～8mm。

一种制备本发明所述的硬质合金复合压砧的制备方法，其中，包括步骤：

提供顶砧，所述顶砧选自聚晶金刚石顶砧、硬质合金顶砧、金属陶瓷顶砧、聚晶立方氮化硼顶砧中的一种；

提供硬质合金基底；

将所述顶砧真空焊接到硬质合金基底表面，得到所述硬质合金复合压砧。

可选地，提供烧结块，所述烧结块选自聚晶金刚石烧结块、硬质合金烧结块、金属陶瓷烧结块、聚晶立方氮化硼烧结块中的一种；

将所述烧结块打磨成梯形方块或圆柱体，得到所述顶砧。

可选地，所述聚晶金刚石烧结块由金刚石微粉与第一粘结剂混合烧结而成；

或者，所述硬质合金烧结块由碳化物微粉与第二粘结剂混合烧结而成；

或者，所述金属陶瓷烧结块由陶瓷微粉与第三粘结剂混合烧结而成；

或者，所述聚晶立方氮化硼烧结块由立方氮化硼微粉与第四粘结剂混合烧结而成。

可选地，所述第一粘结剂选自钴、镍、铁、锰、钛、硅、铝中的一种或几种；