一种合成多晶金刚石用新型加热体的制作方法
阅读说明：本技术 一种合成多晶金刚石用新型加热体的制作方法 (Method for manufacturing novel heating body for synthesizing polycrystalline diamond ) 是由 王永凯 张相法 位星 王大鹏 刘红伟 薛磊 赵帅 于 2021-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种合成多晶金刚石用新型加热体的制作方法。所述合成多晶金刚石用新型加热体的制作方法包括以下步骤：S1、原材料选取：(1).选取：SiC(碳化硅)；S2、纯化：(1).将上述步骤一选取的SiC原料放置到加入硫酸的容器内,进行加热酸洗,使其去除SiC表面的金属铁和氧化铁等杂质。本发明提供的合成多晶金刚石用新型加热体的制作方法通过采用SiC作为新型加热体,使其能够在超高压条件下能够持续保持稳定的温度场,且其储量丰富,成本较低,从而可以极大的满足超硬材料合成要求的优点。(The invention provides a method for manufacturing a novel heating body for synthesizing polycrystalline diamond. The manufacturing method of the novel heating body for synthesizing the polycrystalline diamond comprises the following steps: s1, selecting raw materials: (1) selecting: SiC (silicon carbide); s2, purification: (1) placing the SiC raw material selected in the first step into a container added with sulfuric acid, and heating and pickling to remove impurities such as metallic iron, iron oxide and the like on the surface of SiC. According to the manufacturing method of the novel heating body for synthesizing the polycrystalline diamond, provided by the invention, the SiC is used as the novel heating body, so that the novel heating body can continuously keep a stable temperature field under an ultrahigh pressure condition, the storage capacity is rich, the cost is lower, and the synthetic requirement of a superhard material can be greatly met.)
技术领域
本发明属于超硬材料高压合成原辅料制备技术领域，尤其涉及一种合成多晶金刚石用新型加热体的制作方法。
背景技术
大尺度多晶金刚石是由非金刚石型碳物质在超高压高温的条件下直接转化而形成的，相关技术中，公开了一种多晶金刚石合成用加热片及其制备方法。1)制作外环片，将白云石80～90磨粉，加入玻璃胶10～15，搅拌均匀，压制成3mm厚的直径4cm的圆片；2)制作内环片，将云母20～30、石墨粉40～50磨粉混合均匀，然后加入玻璃胶1～5，搅拌均匀，压制成1mm厚的直径3cm的圆片；3)压制成型，将内环片放置在外环片中央，将其两者压平即可。与现有技术相比，本采用的加热片可以提高多晶金刚石单产20～30％。。
但是，上述结构中还存在不足之处，因为多晶金刚石是由非金刚石型碳物质在超高压高温的条件下直接转化而形成的，在此条件下，通过上述所采用的加热材料无法产生持续稳定的温度场，且石墨在此条件下会转变为金刚石而成为绝缘体，普通耐高温金属无法达到如此高的温度，因此只能采用铼(Re)等贵金属，但是这种方式成本较高。
因此，有必要提供一种新的合成多晶金刚石用新型加热体的制作方法解决上述技术问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种通过采用SiC作为新型加热体，使其能够在超高压条件下能够持续保持稳定的温度场，且其储量丰富，成本较低，从而可以极大的满足超硬材料合成要求的合成多晶金刚石用新型加热体的制作方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的合成多晶金刚石用新型加热体的制作方法包括以下步骤：
S1、原材料选取：
(1).选取：SiC(碳化硅)；
S2、纯化：
(1).将上述步骤一选取的SiC原料放置到加入硫酸的容器内，进行加热酸洗，使其去除SiC表面的金属铁和氧化铁等杂质；
(2).将上述酸洗后的产物通过清水清洗3-6min，之后放置到加入NAOH的容器内，进行碱洗，使其来除去SiC表面的游离硅和二氧化硅等杂质，进而可以提高碳化硅的含量；
(3).将上述碱洗后的产物再次用清水冲洗3-6min，之后烘干，进而可以得到纯化的SiC。
作为本发明的进一步方案，所述上述(2)中酸洗时间为10-30min，温度为50-80℃。
作为本发明的进一步方案，所述上述(3)中碱洗时间为10-20min，温度为40-60℃。
作为本发明的进一步方案，还包括S2、成型：
(1).将上述得到的纯化SiC投入到冶炼炉中进行熔炼，进而得到毛坯；
(2).将上述得到的毛坯通过锻压加工和车削加工成管状或片状；
(3).将上述加工后得到的管状物品或片状物品放置到烧结淬火一体炉内进行氢气气氛烧结1-3h，进而得到所需要的加热管或者加热片。
作为本发明的进一步方案，所述S2中的第一步骤的熔炼温度为1700C-2200℃，时间为30-120min。
与相关技术相比较，本发明提供的合成多晶金刚石用新型加热体的制作方法具有如下有益效果：
1、本发明通过采用SiC作为新型加热体，使其能够在超高压条件下能够持续保持稳定的温度场，且其储量丰富，成本较低，从而可以极大的满足超硬材料合成要求。
具体实施方式
合成多晶金刚石用新型加热体的制作方法包括以下步骤：
S1、原材料选取：
(1).选取：SiC(碳化硅)；
S2、纯化：
(1).将上述步骤一选取的SiC原料放置到加入硫酸的容器内，进行加热酸洗，使其去除SiC表面的金属铁和氧化铁等杂质；
(2).将上述酸洗后的产物通过清水清洗3-6min，之后放置到加入NAOH的容器内，进行碱洗，使其来除去SiC表面的游离硅和二氧化硅等杂质，进而可以提高碳化硅的含量；
(3).将上述碱洗后的产物再次用清水冲洗3-6min，之后烘干，进而可以得到纯化的SiC。
所述上述(2)中酸洗时间为10-30min，温度为50-80℃。
所述上述(3)中碱洗时间为10-20min，温度为40-60℃。
还包括S2、成型：
(1).将上述得到的纯化SiC投入到冶炼炉中进行熔炼，进而得到毛坯；
(2).将上述得到的毛坯通过锻压加工和车削加工成管状或片状；
(3).将上述加工后得到的管状物品或片状物品放置到烧结淬火一体炉内进行氢气气氛烧结1-3h，进而得到所需要的加热管或者加热片。
所述S2中的第一步骤的熔炼温度为1700C-2200℃，时间为30-120min。
本发明提供的合成多晶金刚石用新型加热体的制作方法的原理如下：
第一步骤：通过采用SiC作为新型加热体，使其能够在超高压条件下能够持续保持稳定的温度场，且其储量丰富，成本较低，从而可以极大的满足超硬材料合成要求。
除了上述所提及到的方法，还可以采用MoSi2材料，选用合适的MoSi2棒材，通过车削加工也可以得到所需要的加热管或者加热片，并且还可以采用金属(铁、钽)和SiC或者MoSi2材料复合的方式，即在SiC或者MoSi2材料的内侧或者外侧用金属包裹，低温下金属发热，达到一定温度后，SiC或者MoSi2材料开始加热，而达到加热体的效果，而采用MoSi2材料或使其与金属复合作为新型加热体，使其能够在超高压条件下能够持续保持稳定的温度场，且其储量丰富，成本较低，从而可以极大的满足超硬材料合成要求。
实施例1：
一种合成多晶金刚石用新型加热体的制作方法包括以下步骤：
(1).选取：SiC(碳化硅)；
(2).将上述步骤一选取的SiC原料放置到加入硫酸的容器内，进行加热酸洗，使其去除SiC表面的金属铁和氧化铁等杂质，酸洗时间为30min，温度为50℃；
(3).将上述酸洗后的产物通过清水清洗6min，之后放置到加入NAOH的容器内，进行碱洗，使其来除去SiC表面的游离硅和二氧化硅等杂质，进而可以提高碳化硅的含量，碱洗时间为20min，温度为40℃；
(4).将上述碱洗后的产物再次用清水冲洗6min，之后烘干，进而可以得到纯化的SiC；
(5).将上述得到的纯化SiC投入到冶炼炉中进行熔炼，进而得到毛坯，熔炼温度为2200℃，时间为30min；
(6).将上述得到的毛坯通过锻压加工和车削加工成管状或片状；
(7).将上述加工后得到的管状物品或片状物品放置到烧结淬火一体炉内进行氢气气氛烧结3h，进而得到所需要的加热管或者加热片；
通过采用SiC作为新型加热体，使其能够在超高压条件下能够持续保持稳定的温度场，且其储量丰富，成本较低，从而可以极大的满足超硬材料合成要求。
实施例2：
一种合成多晶金刚石用新型加热体的制作方法包括以下步骤：
(1).选取：SiC(碳化硅)；
(2).将上述步骤一选取的SiC原料放置到加入硫酸的容器内，进行加热酸洗，使其去除SiC表面的金属铁和氧化铁等杂质，酸洗时间为20min，温度为65℃；
(3).将上述酸洗后的产物通过清水清洗4.5min，之后放置到加入NAOH的容器内，进行碱洗，使其来除去SiC表面的游离硅和二氧化硅等杂质，进而可以提高碳化硅的含量，碱洗时间为15min，温度为50℃；
(4).将上述碱洗后的产物再次用清水冲洗4.5min，之后烘干，进而可以得到纯化的SiC；
(5).将上述得到的纯化SiC投入到冶炼炉中进行熔炼，进而得到毛坯，熔炼温度为1950℃，时间为70min；
(6).将上述得到的毛坯通过锻压加工和车削加工成管状或片状；
(7).将上述加工后得到的管状物品或片状物品放置到烧结淬火一体炉内进行氢气气氛烧结2h，进而得到所需要的加热管或者加热片；
通过采用SiC作为新型加热体，使其能够在超高压条件下能够持续保持稳定的温度场，且其储量丰富，成本较低，从而可以极大的满足超硬材料合成要求。
实施例3：
一种合成多晶金刚石用新型加热体的制作方法包括以下步骤：
(1).选取：SiC(碳化硅)；
(2).将上述步骤一选取的SiC原料放置到加入硫酸的容器内，进行加热酸洗，使其去除SiC表面的金属铁和氧化铁等杂质，酸洗时间为10min，温度为80℃；
(3).将上述酸洗后的产物通过清水清洗3min，之后放置到加入NAOH的容器内，进行碱洗，使其来除去SiC表面的游离硅和二氧化硅等杂质，进而可以提高碳化硅的含量，碱洗时间为10min，温度为60℃；
(4).将上述碱洗后的产物再次用清水冲洗3min，之后烘干，进而可以得到纯化的SiC；
(5).将上述得到的纯化SiC投入到冶炼炉中进行熔炼，进而得到毛坯，熔炼温度为1700℃，时间为120min；
(6).将上述得到的毛坯通过锻压加工和车削加工成管状或片状；
(7).将上述加工后得到的管状物品或片状物品放置到烧结淬火一体炉内进行氢气气氛烧结1h，进而得到所需要的加热管或者加热片；
通过采用SiC作为新型加热体，使其能够在超高压条件下能够持续保持稳定的温度场，且其储量丰富，成本较低，从而可以极大的满足超硬材料合成要求。
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