【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于人工合成無色金剛石，涉及用于合成iia型鉆石的合金，本專利技術還涉及上述合金的制備方法及應用。
技術介紹
1、人造金剛石作為鉆石消費領域的新興選擇之一，主要用于制作鉆石飾品及其他時尚消費品，在品質、價格、環保和科技等方面具有明顯競爭優勢。隨著人造金剛石合成技術不斷提高、市場消費理念和消費習慣改變，人造金剛石的市場關注度和市場需求顯著提升，已成為人造金剛石行業最重要的發展方向之一。如申請號為cn107268078b的專利提出了一種寶石級無色鉆石的人工合成方法，采用本專利技術所述的方法合成的無色鉆石，可完全替代天然鉆石，具有較強市場優勢。但是該方法所采用的是靜壓熔媒粉末合成方法，由于合成方法存在生長環境以及生長速度不易控制、生產成本高、粒度細以及色度凈度相對較差的問題，因此不適合大尺寸無色金剛石的合成。
2、人造金剛石合成技術實現突破時間尚短，人造金剛石行業處于初期發展階段。市場消費需求和生產供應水平都在快速增長，供給能力與消費需求存在一定差距，面對激烈的競爭，需開發一種新的用于合成鉆石的合金材料的合成技術，進一步改善和提升合金材料的合成質量，降低生產成本提高經濟效益和社會效益，合成穩定的合金材料結構仍然是行業共同努力實現技術突破的方向。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供用于合成iia型鉆石的合金，解決了現有技術中存在的合金材料生產成本高，結構的穩定性不足的問題。
2、本專利技術的另一目的是提供上述合金的制備方法及應用。
3、本
4、本專利技術的特點還在于：
5、鐵粉、鋁粉、鈦粉均為單質粉末，鐵粉、鋁粉、鈦粉的粒徑均不大于300目。
6、本專利技術另一技術方案的特點還在于，合成iia型鉆石的合金的制備方法，包括以下步驟：
7、步驟1：按照質量百分比分別稱取以下組分：70％-85％的鐵粉，15％-25％的鋁粉，2-3％的鈦粉；
8、步驟2：將鐵粉、鋁粉、鈦粉混合均勻后，放入真空熔煉爐內進行熔煉，熔煉后得到中間物料；
9、步驟3：將中間物料用熱擠壓模具壓制成合金棒；
10、步驟4：對合金棒進行線切割加工，得到厚度為5-20mm的初始合金片；
11、步驟5：將初始合金片放入真空爐中，對真空爐抽真空，真空度達到0.1pa-20pa后通入氫氣，在真空度為0.03-0.05mpa時進行真空燒結純化，得到用于合成iia型鉆石的合金。
12、熔煉具體為熔煉時長為2-10h，熔煉溫度為1000-2000℃。
13、合金棒的直徑為35-70mm。
14、真空燒結純化具體為：對所述真空爐進行升溫，在0.5-2h時間段內將爐溫從室溫升溫至700-800℃，然后保溫1-15h，繼續在0.5-2h時間段內升溫至900-1000℃，再保溫1-15h，最后在0.5-2h時間段內升溫至1000-1100℃，保溫1-15h。
15、用于合成iia型鉆石的合金在合成iia型鉆石的應用。
16、本專利技術的有益效果是：
17、1.本專利技術用于合成iia型鉆石的合金在溫度梯度法的基礎上，提出了用于合成iia型鉆石的合金材料，該合金材料相較于傳統的feni基合金觸媒，成本更為低廉。此外該合金材料采用fe、al為主要配方原料，其中所添加的鋁元素具有除氮性能，相較現有技術中需要額外添加鋁箔、銅箔等薄片進行除氮，本專利技術的組裝方式更為簡單，其容錯率得到了明顯的提高。
18、2.本專利技術用于合成iia型鉆石的合金通過fe、al的添加，得到的合金一方面利于除氮，另一方面通過各元素之間相互促進與互補，兼顧作用和用途，減少了連晶以及自發成核量，晶粒得到了細化，凈化合金片以及提高催化活性等，進一步保證iia型鉆石的產品品質，為生長過程的均勻性以及穩定性提供便利條件。
19、由于生長過程主要作用是除氮性能，同時結合目前現有技術，基本在溫度梯度法的基礎上，合成腔采用碳源層、鐵鎳或鐵鈷觸媒層、除氮層以及生長層等構成，一方面觸媒主基的選擇，鐵基基礎上，采用鋁做主要配方原料，成本更低，除氮的同時，細化晶粒提高相應活性。另一方面目前采用片狀除氮層連聚晶、自發核等較多，特別是除氮元素集中在某個徑向截面上，而除氮效能又受縱向距離以及除氮量的制約影響，整個合成腔除氮劑分布極不均勻，特別容易造成生長環境與過程的不穩定，尤其是凈度色度等；通過把除氮元素添加到觸媒中，兼顧觸媒效能，設計適宜比例配方以及成型工藝，達到在合成iia型鉆石過程中，生長過程以及除氮排雜能力均勻穩定。
20、3.本專利技術用于合成iia型鉆石的合金，具有成分均勻、組織結構規則、表面光滑、雜質含量特別是氮氧含量更低以及粒度分布細致的特點，該合金更有利于合成iia型鉆石。
21、綜上，本專利技術用于合成iia型鉆石的合金，其制備方法及應用，具有操作簡單、合成合金材料結構穩定、合成效果好，除氮效率高，iia型鉆石的產品質量有保障、成品率高，本專利技術能夠在低成本的條件下合成出高產優質的iia型鉆石，可進行廣泛推廣并應用。
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1.用于合成IIa型鉆石的合金，其特征在于，由鐵粉、鋁粉、鈦粉為原材料制備而成，所述鐵粉的質量百分比為70％-85％，所述鋁粉的質量百分比為15％-25％，所述鈦粉的質量百分比為2-3％。
2.根據權利要求1所述的用于合成IIa型鉆石的合金，其特征在于，所述鐵粉、鋁粉、鈦粉均為單質粉末，所述鐵粉、鋁粉、鈦粉的粒徑均不大于300目。
3.權利要求1-2任一所述合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述合金的制備方法，其特征在于，所述熔煉的條件具體為熔煉時長為2-10h，熔煉溫度為1000-2000℃。
5.根據權利要求3所述合金的制備方法，其特征在于，所述合金棒的直徑為35-70mm。
6.根據權利要求3所述合金的制備方法，其特征在于，所述真空燒結純化具體為：對所述真空爐進行升溫，在0.5-2h時間段內將爐溫從室溫升溫至700-800℃，然后保溫1-15h，繼續在0.5-2h時間段內升溫至900-1000℃，再保溫1-15h，最后在0.5-2h時間段內升溫至1000-1100℃，保溫1-15h。p>
7.權利要求1-2任一所述的用于合成IIa型鉆石的合金在合成IIa型鉆石的應用。
...【技術特征摘要】
1.用于合成iia型鉆石的合金，其特征在于，由鐵粉、鋁粉、鈦粉為原材料制備而成，所述鐵粉的質量百分比為70％-85％，所述鋁粉的質量百分比為15％-25％，所述鈦粉的質量百分比為2-3％。
2.根據權利要求1所述的用于合成iia型鉆石的合金，其特征在于，所述鐵粉、鋁粉、鈦粉均為單質粉末，所述鐵粉、鋁粉、鈦粉的粒徑均不大于300目。
3.權利要求1-2任一所述合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述合金的制備方法，其特征在于，所述熔煉的條件具體為熔煉時長為2-10h，熔煉溫度為...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉乾坤，易良成，申幸衛，周巖章，胡來運，屈明，栗波，任爽，
申請(專利權)人：中南鉆石有限公司，
類型：發明
國別省市：
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