人造金刚石提纯新技术研究

本根据金刚石与石墨在空气中的起始氧化温度不同，提出了一种采用气相氧化法提纯人造金刚石的新工艺，可以有效避免传统酸煮工艺带来的严重环境污染。对温度、时间、燃耗及氧化助剂A对石墨氧化速率的影响机制进行了分析。     

对目前人造金刚石提纯和分选技术的几点看法和建议

本文简要分析了国内人造金刚石提纯和分选技术现状,并提出了几点看法和建议。     

人造金刚石合成块物理除杂提纯方法研究

本文简要分析了国内人造金刚石提纯技术现状，论述了人造金刚石物料的基本力学性质及解离特性，研究探讨了一种符合环保要求、合理利用物理选矿原理对人造金刚石进行除杂提纯的方法。利用几种新设备分阶段选择性破碎细化，通过筛分分级并借助重选和磁分离等方法，分别除去绝大部分石墨、合金碎屑、叶蜡石等杂质，得到的人造金刚石只需进行低浓度酸碱处理。本法明显降低酸碱用量，减少环境污染，降低生产成本；劳动生产率高，效益好。     

高温高压法合成人造金刚石的电解提纯工艺研究

研究了一种提纯金刚石的电解液,详细阐明了电解液各组分和工艺条件对阴极增重量的影响及机制。实验结果表明:所得电解液的最佳配比和工艺条件是氯化铵15g/L,硼酸30g/L,柠檬酸25g/L,氯化钠15g/L,糖精钠10g/L,电流密度8A/dm2,pH值5。使用该电解液能有效降低电解成本,提高电解提纯效率。     

人造金刚石提纯及氧化石墨制备一体化工艺研究

综合采用磁选法、Hummers法及沉降分离法对人造金刚石一次摇床分选尾料进行提纯处理。利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪和扫描电子显微镜进行物相组成和显微结构分析。结果表明:所得人造金刚石纯度高、回收率接近100%;同时,尾料中的石墨被转化为氧化石墨,达到了节约资源、变废为宝的目的。      

人造金刚石提纯石墨废渣综合回收利用研究

本文对人造金刚石提纯石墨废渣作了综合分选回收试验研究。利用不同组分的比重与磁性差异等特性进行分选，充分回收了人选金刚石资源和有潜在利用价值的触媒合金残片及高纯石墨碳粉。     

新工艺提纯超细金刚石微粉的效果评价研究

通过对人造金刚石微粉进行提纯研究,提出了一种全新的提纯工艺：在强酸介质中利用超声波分散,中温高压的密闭体系中反应。国家发明专利公开号为CN1693188A。借助TG—DSC、XRD和激光拉曼光谱等测试方法对提纯前后的金刚石微粉进行对比分析,结果表明提纯后的超细金刚石微粉热稳定性提高近30℃;XRD图谱上无非金刚石物相衍射峰,提纯前后的晶体粒度根据X射线衍射理论,晶粒粒度变小引起衍射峰宽化,应用Scheer公式进行计算,晶体粒径变化不大;激光拉曼光谱显示石墨几乎被完全除去,并且获得的超细金刚石微粉在1000℃灼烧,不可燃残留物小于0．05％以及最有害成分SiO2的含量小于0．01％．是目前提纯超细金刚石微粉的一种行之有效的方法。     

超声波作用对金刚石提纯效果的影响

通过大量实验,我们研究出一种提纯超细金刚石微粉的新方法:在专用试剂中利用超声波强力分散作用,打开金刚石制备过程形成的聚结体杂质,这样就增加试剂的接触面积,提高杂质成分的分解效果,最终得到提纯至99.95%以上的超细金刚石微粉.结果表明:在30 min之内提纯效果随着超声时间的增加而增加,超声时间超过30 min以后提纯效果反而会下降,在超声时间为30 min时提纯效果有一最佳值.并借助TG-DSC、XRD等测试方法对提纯前后的金刚石微粉进行对比分析.     

针对铁基触媒的金刚石提纯工艺研究

采用片状粉末冶金铁基触媒合成金刚石,金属包覆膜的脆性极大,打开合成压块之后,金刚石颗粒会裸露在断面上;同时由于铁基触媒磁性较大,存磁场作用下易于分离;从而为采用机械及物理方法提纯金刚石提供了可能。针对上述特点,提出了一种针对铁基触媒的机械式提纯金刚石的新方法。试验证明,这种新方法工艺简单,易于操作,成本低廉,金刚石提纯效率较高,损失较少。同时也为推广应用粉末冶金铁基触媒和逐步解决金刚石行业因电化学或化学方法提纯带来的环境污染问题提出了新的技术思路。     

人造金刚石杂质研究

利用磁化率测定仪、扫描电镜/X射线能谱仪、氧氮分析仪等仪器综合分析了使用铁镍合金触媒合成的磨料级系列金刚石内部杂质及其组分与含量。结果表明:人造金刚石磁化率与灰分/金刚石质量比成正比。人造金刚石的主要杂质为铁、镍、镁、硅、钙、氧和氮。随着人造金刚石杂质总量的减少,除氮以外所有杂质都在减少,但杂质中的硅和钙的占比增加,提示硅和钙除了随同触媒一道,以金属包裹体的方式进入金刚石晶体,可能还有其他方式。金刚石品级越高,氧质量分数越低,而氮质量分数与品级高低无关。为进一步考察金刚石杂质来源,分析了合成金刚石试样所使用的原料石墨和触媒。使用高纯度石墨和触媒有助于合成出高纯度金刚石,但不一定是顶级金刚石。     

宝石级金刚石培育技术评述

宝石级金刚石的培育技术比较有效的方法是美国GE公司首创的HPHT温差法.本文对宝石级金刚石的培育技术、发展历程、现状、影响培育宝石级金刚石晶体质量的生长速率、合成温度、掺杂等因素作了简要回顾和评述,找出了差距,为宝石级金刚石培育技术的研究指出了可借鉴的模式.宝石级金刚石培育技术经过近40年的不断完善,国外已实现了商业化生产,而我国还处于实验室阶段,显然差距是很大的.随着人们生活水平的不断提高和科学技术的发展,宝石级金刚石需求也在日益增长,引起了很多制造商的关注.     

人造金刚石的表面化学处理研究

采用熔融的硝酸钾作为强化处理试剂，在不同的温度和处理时间条件下对不同粒度、不同强度的原始金刚石进行了化学处理，结合处理前后金刚石颗粒的抗压强度的变化及对试样颗粒的SEM观察，研究了强化处理工艺条件对金刚石强度的影响。实验结果表明，在560—600℃，处理时间为30min-60min时，金刚石的增强效果比较好。中等粒度的金刚石在处理后强度增加较大，而粗粒度的和细粒度的金刚石强度增加相对较小；相应地，中等强度的金刚石经过处理比高强度和低强度的金刚石强度增加显著。经过强化处理后，金刚石的强度提高12．4％～27．6％，同时对金刚石的增强机理进行了探讨。     

新型碳纸可提高合成金刚石的质量

通过理论分析及对比实验,研究了碳纸结构对金刚石合成的影响,探索出了新型合成碳纸。生产验证表明:同使用正常碳纸相比,使用新型碳纸后,导电堵头的烧蚀率比降低了30%,金刚石合成过程更加稳定;而且所合成的金刚石中,连聚晶的比例降低10%,极大地提高了合成金刚石的质量。     

金刚石合成及制品制造中的计算机仿真

本文从材料计算学的角度对金刚石单晶生长过程和金刚石制品制造的计算机模拟和辅助设计进行了论述，提出了金刚石单晶生长过程的动力学模型和制品制造的设计目标参量和有关变量的数学模型。这对于金刚石生长过程和制品设计的研究和教学具有速度快、数据准确、成本低、直观简便等优点。     

金刚石超细粉体粒度测试中分散条件的探索

粒度的准确测定关系到金刚石性能的表征。本文研究了试样浓度、超声波强度、分散时间及分散剂的加入对金刚石微粉粒度测定结果的影响,结果表明,试样浓度低或高,粒度测定结果偏大;超声波强度的增大和超声波分散时间的延长明显地有利于粒子的分散,有利于粒度的准确测定;加入适量的分散剂六偏磷酸钠后,测试结果重现性好。