水雾化触媒粉、其制备方法及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114192150A(43)申请公布日2022.03.18(21)申请号202111349249.X(22)申请日2021.11.15(71)申请人山东聊城莱鑫粉末材料科技有限公司地址252000山东省聊城市东昌府区凤凰工业园纬二路2号(72)发明人王庆林范建朝陈兆振赵坤周正斌(74)专利代理机构济南誉琨知识产权代理事务所(普通合伙)37278代理人唐天洪(51)Int.Cl.B01J23/83(2006.01)B01J37/00(2006.01)B01J3/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称水雾化触媒粉、其制备方法及其应用(57)摘要本发明属于人造金刚石合成技术领域，涉及一种水雾化触媒粉、其制备方法及其应用，水雾化触媒粉按质量比计算包括镍28～30％、Ce1～1.5％、碳0.3～0.8‰，余量为铁；而其制备方法是在180～200KW、2500～3500Hz、入口持续通入惰性气体的熔炼炉中，先后加入铁块、稀土元素、石墨和镍板，得合金液，并采用高压水雾化方法在雾化压力34±2MPa的条件下将合金液雾化成粉末状颗粒；而其应用是将水雾化触媒粉与石墨原料以质量比4：6混合，并在5.0～5.5GPa、1350～1500℃条件下于六面顶压机中合成金刚石，合成时间为13～48min。本发明设计合理、制备简单，能够获得高冲击韧性的人造金刚石，适合大规模推广。CN114192150ACN114192150A权利要求书1/1页1.一种水雾化触媒粉，其特征在于，按质量百分比计包括镍28～30％、Ce1～1.5％、碳0.3～0.8‰，余量为铁。2.根据权利要求1所述的水雾化触媒粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在180～200KW、2500～3500Hz、入口持续通入惰性气体的熔炼炉中，将铁块熔化；S2、加入稀土元素和石墨，形成Fe‑Ce‑C合金；S3、加入镍板，熔炼至温度达到1580～1610℃，保温5～8分钟，得合金液；S4、采用高压水雾化方法在雾化压力34±2MPa的条件下将所述合金液雾化成粉末状颗粒。3.根据权利要求1所述的水雾化触媒粉的应用，其特征在于，将水雾化触媒粉与石墨原料以质量比4：6混合，并在5.0～5.5GPa、1350～1500℃条件下于六面顶压机中合成金刚石，合成时间为13～48min。4.根据权利要求3所述的水雾化触媒粉的应用，其特征在于，所述合成金刚石的粒度为40/45。2CN114192150A说明书1/3页水雾化触媒粉、其制备方法及其应用技术领域[0001]本发明属于人造金刚石合成技术领域，涉及水雾化触媒，尤其涉及一种水雾化触媒粉、其制备方法及其应用。背景技术[0002]人造金刚石合成工业化生产，其原理就是高纯度鳞片状石墨利用高温高压静压触媒法在合成压机内转化合成金刚石晶体。人造金刚石冲击韧性是其重要的质量指标之一。所谓冲击韧性(TI)就是：在室温下,利用冲击韧性检测设备，将一定量金刚石用特定尺寸钢球在特定的冲击罐中，在规定的时间内，冲击规定次数后，求得的未破碎金刚石的百分率即为TI；热冲击韧性(TTI)即是一定量的金刚石在保护气氛中，经过1100℃高温加热规定时间后，重复TI的操作，即为TTI值。TI与TTI值的高低反映了金刚石耐冲击和耐热性能的高低，TI与TTI差值的大小，反映了该金刚石热稳定性的好坏。[0003]触媒粉在石墨向金刚石转化过程中起到催化剂的功能，Fe、Ni、Mn、Co、Cr等元素及其合金，是合成金刚石最基本、最有效的触媒。其中添加B、Cu、Zn、Nb等元素，可赋予金刚石以特殊性能，如半导体特性；添加B、Ti则得蓝色金刚石，耐热性高。触媒材料是人造金刚石合成中不可或缺的辅助材料，在没有触媒参与的情况下，石墨转化为金刚石需要13GPa的高压和2700℃以上的高温，加入触媒后，可使金刚石合成的压力和温度分别降至5—6GPa和1200—1400℃。[0004]然而，现有的水雾化触媒与石墨在高温高压条件下以及六面顶压机的作用下所合成的金刚石普遍存在冲击韧性差的问题，而水雾化触媒作为人造金刚石合成中不可或缺的辅助材料，其本身及其制备方法直接影响到人造金刚石的合成质量及晶型。发明内容[0005]本发明针对上述的水雾化触媒粉所存在的问题，提出一种设计合理、制备简单、有利于提高合成人造金刚石冲击韧性的水雾化触媒粉、其制备方法及其应用。[0006]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供的水雾化触媒粉、其制备方法及其应用，该水雾化触媒粉是按质量百分比计包括镍28～30％、Ce1～1.5％、碳0.3～0.8‰，余量为铁。[0007]本发明提供水雾化触媒粉的其制备方法，包括以下步骤：[0008]