[发明专利]纳米碳化铌/碳纳米管增强金刚石复合材料及其制备方法

摘要

纳米碳化铌/碳纳米管增强金刚石复合材料及其制备方法，属于材料科学领域，纳米碳化铌/碳纳米管增强金刚石复合材料由纳米碳化铌/碳纳米管复合粉末、胎体粉末和金刚石磨粒组成，纳米碳化铌/碳纳米管复合粉末为纳米碳化铌均匀分布在碳纳米管表面缺陷和内部的复合材料，所述纳米碳化铌/碳纳米管增强金刚石复合材料是通过将纳米碳化铌/碳纳米管复合粉末、胎体粉末和金刚石磨粒均匀混合，采用热压烧结的方法制备得到。本发明的金刚石复合材料由于纳米碳化铌和碳纳米管的协同增强作用，兼具了高的胎体硬度、高抗弯强度、高耐磨性和高抗冲击强度，将其用于孕镶金刚石钻头的制造，有利于提高钻头在深孔钻进和强研磨性地层钻进的效率和使用寿命。

主权项

1.纳米碳化铌/碳纳米管增强金刚石复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备纳米碳化铌/碳纳米管复合粉末：按质量比(5～10)：1称取纳米碳化铌和碳纳米管，分别加入蒸馏水中，超声分散0.5h～1h，得到纳米碳化铌水分散液、碳纳米管水分散液；之后对纳米碳化铌水分散液进行磁力搅拌，并逐滴缓慢加入碳纳米管水分散液，30min后，进行真空干燥，得到复合粉末，将复合粉末加入硬质合金球磨罐中，并加入硬质合金研磨球，球料比为40:1，球磨速度400r/min，球磨时间3h～6h，真空干燥后获得纳米碳化铌/碳纳米管复合粉末；(2)制备纳米碳化铌/碳纳米管/胎体复合粉末：将步骤(1)中获得的纳米碳化铌/碳纳米管复合粉末和胎体粉末按重量百分比为纳米碳化铌/碳纳米管复合粉末0.5wt％～3wt％及胎体粉末97wt％～99.5wt％进行称量，之后进行行星球磨，球料比为6：1，球磨速度为320r/min，球磨3h～6h，真空干燥后获得纳米碳化铌/碳纳米管/胎体复合粉末；(3)将步骤(2)中得到的纳米碳化铌/碳纳米管/胎体复合粉末和金刚石磨粒按照体积百分比为纳米碳化铌/碳纳米管/胎体复合粉末70vol％～80vol％和金刚石磨粒20vol％～30vol％进行称量，之后放入三维混料机中混合1h～3h，得到混合粉末；(4)将步骤(3)中获得的混合粉末装入石墨模具中，使用热压烧结炉进行烧结，得到纳米碳化铌/碳纳米管增强金刚石复合材料。