本发明涉及超硬材料高压合成原辅料,特别涉及一种用于超硬材料高温高压合成的保温保压复合材料。
背景技术:
1、超硬材料通常是指维氏硬度大于40gpa的材料。由于其优异的硬度和耐磨性能,超硬材料已广泛应用在装备制造、石油、勘探等领域,并凭借其高硬度,可对各种材料进行削、切、磨等加工。
2、超硬材料的合成一般需要高温高压的极端环境,目前国内一般采用六面顶压机来产生此极端环境。在超硬材料生产制造过程中,采用叶腊石作为高压腔的传压密封介质,采用白云石作为高压腔的保温介质,即在叶腊石块内镶一个白云石内衬管,白云石内衬管起传压保温作用。白云石在高温高压条件下会发生少量分解,起到了一定的增压效果,且保温性好,被广泛应用到了合成超硬材料领域。
3、随着六面顶压机的大型化发展,高压合成腔体也随之扩大,为保证高压合成腔体中温度场的均匀性,减少热量的损失,这就需要白云石内衬管要有更好的保温效果才能满足超硬材料转化的需要,为了能稳定合成超硬材料,普遍采取的办法是加厚白云石内衬管壁厚,使得有效合成腔体减小,降低了超硬材料的合成产量。
4、专利“cn114455930b”公开了一种白云石复合材料的制备方法,其采用在白云石粉中添加一定量的氧化锆粉,在不影响白云石传压性能的基础上,有效增加了内衬管的保温性能,但氧化锆在高温条件下会发生相变,对高压合成腔体的压力场均匀性产生一定影响,进而影响超硬材料的合成质量。
5、因此,有必要提供一种新的用于超硬材料高温高压合成的保温保压复合材料解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于提供一种用于超硬材料高温高压合成的保温保压复合材料,来解决氧化锆在高温条件下会发生相变,对高压合成腔体的压力场均匀性产生一定影响,进而影响超硬材料的合成质量的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、一种用于超硬材料高温高压合成的保温保压复合材料,包括以下步骤:
4、步骤一:准备适量白云石、分散剂、锆酸钡粉和水玻璃液体;
5、步骤二:取一定量的白云石放置到粉碎机内进行粉碎,然后通过过滤网进行过滤,最后得到白云石粉,所述白云石粉的颗粒度为10-40μm;
6、步骤三:将上述粉碎好的白云石粉倒入到盘式搅拌磨设备中,然后按照一定的比例加入水玻璃液体和分散剂,然后再加入一定比例的锆酸钡粉一起在盘式搅拌磨设备进行转速混合搅拌,得到白云石复合粉料;
7、步骤四:把上述混合好的白云石复合粉料放置到四柱液压机上的模具中,然后通过四柱液压机压制成白云石内衬管胚胎;
8、步骤五:把上述压制好的白云石内衬管胚胎放入烘干箱内进行烘干,所述烘干温度为200-300℃;
9、步骤六:把上述烘干的白云石内衬管压制镶入到叶腊石块中,从而制成叶腊石复合块。
10、优选地,所述步骤三中分散剂为聚丙烯酸钠,所述分散剂的用量比例为0%-0.9%。
11、优选地,所述步骤三中锆酸钡粉体的粒度范围为10-30μm。
12、优选地,所述步骤三中锆酸钡粉体的用量比例为10%~50%。
13、优选地,所述步骤三中水玻璃液体的用量比例为5%~10%。
14、优选地,所述步骤二中粉碎机的转速为1200rpm,所述混合搅拌的时间为3-4h。
15、与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
16、一、与相关技术相比较,本发明提供一种用于超硬材料高温高压合成的保温保压复合材料:锆酸钡具备较小的热膨胀系数(8.7×10-6℃-1,25~1080℃)、相较于氧化镁偏低的热导率、较高的熔点(2700℃)、较低的化学反应活化能、良好的抗热冲击性和优异的耐腐蚀性,在室温条件下具有5.2wm-1k-1的低热导率以及在接近熔点温度下仍具有出色的机械强度和结构完整性等的优异特性。本发明在不影响白云石传压性能的基础上,有效增加了内衬管的保温性能,这样就不必加厚内衬管的壁厚,很好的解决了扩大腔体后内衬管在合成超硬材料时的隔热保温效果,同时相比等于扩大了合成超硬材料的有效腔体空间,增加了产能,降低了消耗,实现了节能、增效生产的优点。
1.一种用于超硬材料高温高压合成的保温保压复合材料,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种用于超硬材料高温高压合成的保温保压复合材料,其特征在于:所述步骤三中分散剂为聚丙烯酸钠,所述分散剂的用量比例为0%-0.9%。
3.根据权利要求2所述的一种用于超硬材料高温高压合成的保温保压复合材料,其特征在于:所述步骤三中锆酸钡粉体的粒度范围为10-30μm。
4.根据权利要求3所述的一种用于超硬材料高温高压合成的保温保压复合材料,其特征在于:所述步骤三中锆酸钡粉体的用量比例为10%~50%。
5.根据权利要求4所述的一种用于超硬材料高温高压合成的保温保压复合材料,其特征在于:所述步骤三中水玻璃液体的用量比例为5%~10%。
6.根据权利要求5所述的一种用于超硬材料高温高压合成的保温保压复合材料,其特征在于:所述步骤二中粉碎机的转速为1200rpm,所述混合搅拌的时间为3-4h。