[发明专利]一种金刚石合成坯料及采用该坯料合成金刚石的方法

权利要求书

1.一种金刚石合成坯料，其特征在于，包括带有包覆层的镀覆金刚石、触媒和石墨Ⅰ，所述带有包覆层的镀覆金刚石、触媒和石墨Ⅰ的质量比为1:（30~59）:（40~69）；

所述触媒包括以下重量百分比的原料：Ni 40.98~42.58%、Al 0.10~1.00 %、Pt 0.05~0.50 %、Ti 0.01~0.50 %、Co 0.01~0.50 %、Mn 0.01~0.50 %，余量为Fe ；所述带有包覆层的镀覆金刚石是先在金刚石颗粒表面镀覆Ni或Ni-Fe合金层形成镀覆金刚石，再在镀覆金刚石表面包覆石墨Ⅱ；金刚石颗粒的粒径为30~50μm，所述Ni层的厚度为10μm或Ni-Fe合金层的厚度为15μm；进行镀覆Ni层时，选用Ni板作用靶材；进行镀覆Ni-Fe合金层时，选用Ni含量为41.98wt%的Ni-Fe合金板作为靶材。

2.权利要求1所述金刚石合成坯料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）使用酸液和碱液清洗金刚石颗粒，去除金刚石颗粒表面的杂质和吸附物，然后用水进行冲洗；

（2）采用磁控溅射法对步骤（1）的金刚石颗粒进行表面镀覆，在金刚石颗粒表面镀覆上Ni或Ni-Fe合金金属触媒层，即形成镀覆金刚石；

（3）将步骤（2）的镀覆金刚石与石墨Ⅱ、聚乙烯醇、去离子水和乙醇混合均匀，然后进行脱水干燥得到表面包覆有石墨的镀覆金刚石和石墨Ⅱ的混合料物；

（4）将步骤（3）的混合物过筛，即得带有包覆层的镀覆金刚石，然后按配方称取触媒、石墨Ⅰ和带有包覆层的镀覆金刚石，混匀，即得金刚石合成坯料。

3.采用权利要求1所述金刚石合成坯料合成金刚石的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将金刚石合成坯料进行压制成型，通过组装得到合成块；然后将合成块进行还原烧结处理；

（2）将还原烧结处理后的合成块通过高温高压条件合成金刚石，合成压力为5.0~6.0GPa，合成温度为1200~1400℃。

4.根据权利要求3所述合成金刚石的方法，其特征在于，步骤（2）中，合成压力和合成温度分别采用控制压力曲线及控制功率曲线完成，所述控制压力曲线为：于35~50s间，将压力升至60~65MPa，之后开始加热，并保压200~300s，将压力升至75~81MPa，升压时间为10~20s，之后将压力升至85~98MPa，升压时间为20~30s，并保压2000~2500s后停止加热，停止加热后进行卸压；

所述控制功率曲线为：起始功率为3000W，30~50s内加热逐渐提升功率到4500~5000W后保持150~200s，之后再以250~600s匀速升至5000~6000W，保持该功率1800~2000s后，停止加热。