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一种金刚石复合体以及金刚石表面金属化方法

关键词 金刚石|2015-06-30 09:32:00|行业专利|来源 中国超硬材料网
摘要 申请号:201310682346.X申请人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波晶钻工业科技有限公司发明人:白华江南戴丹朱聪旭张军安马洪兵杨科
  申请号:201310682346.X
       申请人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所 宁波晶钻工业科技有限公司
       发明人:白华 江南 戴丹 朱聪旭 张军安 马洪兵 杨科

       摘要:本发明涉及一种金刚石复合体以及金刚石表面金属化方法。具体地,本发明提供了一种金刚石复合体,包括金刚石颗粒以及结合于金刚石颗粒表面的复合涂层;其中,所述复合涂层包括碳化硼纳米层以及硼合金纳米层,所述碳化硼纳米层结合于金刚石颗粒表面;所述硼合金纳米层结合于所述碳化硼纳米层。该复合体材料具有优异的性能,广泛的应用。

       主权利要求:1.一种金刚石复合体,其特征在于,所述复合体包括金刚石颗粒以及结合于金刚石颗粒表面的复合涂层;其中,所述复合涂层包括碳化硼纳米层以及硼合金纳米层,所述碳化硼纳米层结合于金刚石颗粒表面;所述硼合金纳米层结合于所述碳化硼纳米层表面。

       2.如权利要求1所述的金刚石复合体,其特征在于,所述的金刚石颗粒为天然的金刚石粉体、块体或薄膜;或为经高温、高压或化学气相沉积生成的 金刚石粉体、块体或薄膜。

       3.如权利要求1所述的金刚石复合体,其特征在于,所述复合涂层的总厚度为1-1000000nm。

       4.如权利要求1所述的金刚石复合体,其特征在于,所述复合涂层还含有硼纳米层,且所述硼纳米层位于所述碳化硼纳米层和硼合金纳米层之间。

       5.如权利要求1所述的金刚石复合体,其特征在于,所述硼合金为硼与选自下组的合金金属形成的硼合金:铜、铝、镍、银或其组合。

       6.一种金刚石复合体的制备方法,其特征在于,包括步骤: (1)提供一种包含金刚石颗粒、硼原料、铜原料和有机溶剂的混合浆料; (2)在真空下或在氢气、氩气或其组合的惰性气氛或还原性气氛中,将步 骤(1)的混合浆料进行加热反应,从而得到一如权利要求1所述的金刚石复合 体;且所述硼合金为硼铜合金。

       7.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于, 按步骤(1)的混合浆料总重量计算,金刚石颗粒的质量分数为5-95wt%; 较佳地为20-85wt%;更佳地为20-65wt%;和/或 按步骤(1)的混合浆料总重量计算,硼原料的质量分数为10-90wt%;较佳 地为10-50wt%;更佳地为10-40wt%;和/或 按步骤(1)的混合浆料总重量计算,铜原料的质量分数为10-95wt%;较佳 地为20-85wt%;更佳地为30-75wt%;和/或 按步骤(1)的混合浆料总重量计算,有机溶剂的质量分数为0-90wt%;较 佳地为1-35wt%;更佳地为1-5wt%。

       8.一种金刚石复合体的制备方法,其特征在于,包括步骤: (a)提供一包含金刚石颗粒、硼原料和有机溶剂的混合浆料;和 (b)在真空下或在氢气、氩气或其组合的惰性气氛或还原性气氛中,将步 骤(a)的混合浆料进行加热反应,从而得到金刚石复合体中间体;和 (c-1)将步骤(b)制得的金刚石复合体中间体与合金金属原料和有机溶剂 共混,在真空下或在氢气、氩气或其组合的惰性气氛或还原性气氛中,进行加 热反应,从而得到金刚石复合体;或 (c-2)步骤(b)制得的金刚石复合体中间体经化学镀或电镀处理,在该中 间体的表面上镀覆一层合金金属层,然后,在真空下或在氢气、氩气或其组合 的惰性气氛或还原性气氛中,进行加热反应,从而得到权利要求1所述的金刚 石复合体。

       9.如权利要求8所述的制备方法,其特征在于, 按步骤(a)的混合浆料总重量计算,金刚石颗粒的质量分数为5-95wt%; 较佳地为20-85wt%;更佳地为20-65wt%;和/或 按步骤(a)的混合浆料总重量计算,硼原料的质量分数为10-90wt%;较佳 地为10-50wt%;更佳地为10-40wt%;和/或 按步骤(a)的混合浆料总重量计算,有机溶剂的质量分数为0-90wt%;较 佳地为1-35wt%;更佳地为1-5wt%;和/或 所述步骤(c-1)中,按共混后总重量计算,合金金属原料的质量分数为10 -95wt%;较佳地为20-85wt%;更佳地为30-75wt%;和/或有机溶剂的质 量分数为0-90wt%;较佳地为1-35wt%;更佳地为1-5wt%。

       10.如权利要求6或8所述的制备方法,其特征在于, 所述铜原料、所述硼原料和/或所述合金金属原料为粉末状的;和/或 所述金刚石原料为天然的金刚石粉体、块体或薄膜;或经高温、高压或化 学气相沉积处理的金刚石粉体、块体或薄膜。

       11.如权利要求6或8所述的制备方法,其特征在于,上述各个步骤中, 所述的加热反应为在1000-1400℃下进行的反应;和/或 所述的加热反应为在真空中或在压力为1Pa–120kPa之间的气氛中进 行的反应。

       12.如权利要求1所述的金刚石复合体的用途,其特征在于,用于机械刀具制品、孕镶钻头、复合材料或电子元器件。

       13.一种制品或复合材料,其特征在于,包含权利要求1所述的金刚石复合体。
 

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