超硬材料网

　　申请号：201510301525.3
　　申请人：衢州学院
　　发明人：冯凯萍 周兆忠 许庆华

　　摘要：本发明公开了一种基于凝胶反应的多晶纳米金刚石磨具制备方法，将去离子水和DMSO混合，再将PAN共聚物均匀地分散在混合液中，震荡，溶胀，高温溶解，搅拌直至完全转变为透明无杂质的溶液；在溶液中加入纳米多晶金刚石磨料，同时加入硅烷偶联剂充分分散均匀，将溶液在真空烘箱中脱泡，倒入模具中，冰柜中零下20℃凝胶成型；在室温条件下或加热条件下解冻，解冻后脱水；最后在加热炉中先预氧化，再烧结碳化成型。丙烯晴可以凝胶固化，碳化后，强度高，耐磨性好，作为磨具的结合剂，保证凝胶磨具不会在研磨过程中软化变形。

　　主权利要求：1.一种基于凝胶反应的多晶纳米金刚石磨具制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将去离子水和DMSO混合，再将PAN共聚物均匀地分散在DMSO/H2O混合液中，震荡器上震荡30min，放于50℃鼓风干燥烘箱溶胀2h后，转移至90℃鼓风干燥箱高温溶解，然后用搅拌机在70℃下搅拌溶解6h，直至完全转变为透明无杂质的溶液；（2）在溶液中加入纳米多晶金刚石磨料，同时加入硅烷偶联剂KH570，使用均质搅拌机或超声波振动仪充分分散均匀，将溶液在70℃的真空烘箱中脱泡，倒入模具中，冰柜中零下20℃凝胶成型，制备预成型磨具；（3）步骤（2）得到的预成型磨具在室温条件下或40℃加热条件下解冻2~5小时，解冻后脱水；（4）步骤（3）得到的预成型磨具在预氧化炉中先预氧化，再在碳化炉中烧结碳化成型。
　　2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的去离子水与DMSO的质量比为1:39，所述的PAN共聚物与去离子水的质量比为8-16:1。
　　3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于所述的纳米多晶金刚石磨料与PAN共聚物的质量比为100:8-16，纳米多晶金刚石磨料与硅烷偶联剂KH570的质量比为100:1。
　　4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的纳米多晶金刚石磨料的纳米单晶粒度范围为20~200nm，聚晶粒度为1.5~2μm。
　　5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的脱水方法为预成型磨具浸润在乙醇液体中，零下20℃冰柜中放置8~10小时后，预成型磨具拿出，室温条件下晾5~10小时。
　　6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的预氧化方法为在预氧化炉中进行的，在含氧气氛中缓慢加热，升温速度在l～2℃/min，升温至230℃。
　　7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的烧结碳化方法为在纯化氮气惰性气体保护下通过炭化炉，先在碳化炉中600～800℃进行低温碳化，然后升温至1300～1600℃左右进行高温碳化反应。