[发明专利]含硼金刚石及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种含硼金刚石及其制备方法和用途，涉及金刚石领域，该含硼金刚石为多晶结构，主要由以下重量百分数的原料制备而成：石墨19％‑70％、触媒29％‑80％和氮化硼0.1％‑10％。该含硼金刚石为多晶结构，解决了现有技术中含硼金刚石为单晶结构时把持力差、容易脱落和不够锋利的问题，以及解决了现有技术中的多晶金刚石在高温下容易膨胀、破碎的技术问题，可以用作陶瓷和金属结合剂磨具。该含硼金刚石改善了多晶金刚石的热力学稳定性，拓展了多晶金刚石的使用范围。

技术领域

本发明涉及金刚石技术领域，尤其是涉及一种含硼金刚石及其制备方法和用途。

背景技术

金刚石是一种由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质，可分为单晶金刚石和多晶金刚石。

单晶金刚石生产企业中，以中南钻石和黄河旋风两家公司为代表，其生成的金刚石主要用于石材和建筑行业，中国生产量占到全球90％以上。多晶金刚石，表面凹凸不平，把持力好，适合做树脂结合剂砂轮，内部是单晶体块状结构。用爆炸法生成的多晶金刚石是一种新型研磨材料，在蓝宝石研磨加工等方面有其它材料不可替代的优点。多晶金刚石的研磨效率是单晶金刚石的3倍以上，研磨表面的划痕、微裂纹少，光洁度高，在电子、航天、航空等高技术领域都有广泛的应用。

现阶段多晶金刚石，由于生长速度过快，包裹体过多，在用于高温结合剂磨具时，容易碎裂、膨胀，所以目前多用作树脂结合剂磨具，使用范围较窄。而陶瓷和金属结合剂磨具一般用品级较高的单晶金刚石，因为这种金刚石内部杂质少，热稳定性好，但缺点是晶体表面光滑把持力差、容易脱落、不够锋利、寿命还短。

在金刚石中掺杂硼能改善金刚石的热力学稳定性，因此通过掺硼有望改善多晶金刚石结构受力时易膨胀、破碎的问题。目前产业化的的含硼金刚石多是单晶金刚石，晶体表面光滑、把持力差、容易脱落、不够锋利。因此，如何生产出一种多晶含硼金刚石以用作陶瓷和金属结合剂模具成为开发的热点。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种含硼金刚石，该含硼金刚石为多晶结构，解决了现有技术中含硼金刚石为单晶结构时把持力差、容易脱落和不够锋利的问题，以及多晶金刚石在高温下容易膨胀、破碎的技术问题，所述含硼金刚石可以用作陶瓷和金属结合剂磨具。

本发明的第二目的在于提供一种含硼金刚石的制备方法，该制备方法能够制备出能用作陶瓷和金属结合剂模具的含硼的多晶金刚石，并能实现规模化生产。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种含硼金刚石，所述含硼金刚石为多晶结构，主要由以下重量百分数的原料制备而成：石墨19％-70％、触媒29％-80％和氮化硼0.1％-10％。

进一步的，所述含硼金刚石为多晶结构，主要由以下重量百分数的原料制备而成：石墨24％-65％、触媒34％-75％和氮化硼0.5％-9％。

进一步的，所述含硼金刚石为多晶结构，主要由以下重量百分数的原料制备而成：石墨29％-60％、触媒39％-70％和氮化硼1％-8％。

进一步的，所述氮化硼为六方氮化硼。

进一步的，所述触媒为铁镍合金、镍锰钴合金或铁镍硅合金中的任意一种；

所述铁镍合金为Fe75Ni25合金或Fe70Ni30合金；

所述镍锰钴合金为Ni70Mn25Co5合金；

所述铁镍硅合金中镍的重量比为1％-5％，硅的重量比为0.1％-1％，余量为铁。