[发明专利]一种直接转化合成硼皮氮芯多晶金刚石制备方法

摘要

本发明公开了一种直接转化合成硼皮氮芯多晶金刚石制备方法，包括以下步骤：步骤A、石墨净化处理；步骤B、氮化硼/硼单质/C3N4净化处理；步骤C、合成柱制备；步骤D、真空处理；步骤E、高温高压合成；步骤F、样品提纯处理。本发明的有益效果是：本发明硼皮氮芯的多晶金刚石合成方法，在高温高压条件下无任何添加剂，利用石墨+氮化硼/硼单质/C3N4作为原材料直接转化而成，由于该含硼和氮的多晶金刚石不仅耐热性和耐磨性好,而且化学惰性、强度也好,即它与铁族材料的亲合力小,能用来加工高硬度的铁族材料和耐热合金。使多晶金刚石的使用范围得到了扩充，性能得到了提高,具有十分重要的理论意义和实际意义。

主权项

1.一种直接转化合成硼皮氮芯多晶金刚石制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤A、石墨净化处理：将取出1‑150μm高纯石墨通过高温1600℃、真空10*^‑5Pa、时间10‑15h条件处理，样品处理后真空封装；步骤B、氮化硼/硼单质/C₃N₄净化处理：将取出1‑50μm氮化硼/硼单质/C₃N₄通过高温1600℃、真空10*^‑5Pa、时间15‑20h条件处理，样品处理后真空封装；步骤C、合成柱制备：将高纯石墨微粉与氮化硼/硼单质/C₃N₄按质量比为C：氮化硼/硼单质/C₃N₄＝10～12：1～3的比例分别取料，均匀混合后压制成圆柱；进行预压处理，然后用模具将其制备成圆柱体合成柱；步骤D、真空处理：将合成用圆柱体放入高温真空中，加热500‑1000℃，时间为1‑5h，真空度为10*^‑5Pa，降温氩气/氮气保护；步骤E、高温高压合成：在六面顶压机上通过高温1800‑2500℃、高压8‑20GPa、时间为1‑5h合成出含硼大尺度多晶金刚石；步骤F、样品提纯处理：将合成出的样品用浓硫酸加热反应2‑4h，去除表面粘有的加热管及传压介质杂质。