超硬材料網

　　申請號：201310682346.X
       申請人：中國科學院寧波材料技術與工程研究所 寧波晶鉆工業科技有限公司
       發明人：白華 江南 戴丹 朱聰旭 張軍安 馬洪兵 楊科

       摘要：本發明涉及一種金剛石復合體以及金剛石表面金屬化方法。具體地，本發明提供了一種金剛石復合體，包括金剛石顆粒以及結合于金剛石顆粒表面的復合涂層；其中，所述復合涂層包括碳化硼納米層以及硼合金納米層，所述碳化硼納米層結合于金剛石顆粒表面；所述硼合金納米層結合于所述碳化硼納米層。該復合體材料具有優異的性能，廣泛的應用。

       主權利要求：1.一種金剛石復合體，其特征在于，所述復合體包括金剛石顆粒以及結合于金剛石顆粒表面的復合涂層；其中，所述復合涂層包括碳化硼納米層以及硼合金納米層，所述碳化硼納米層結合于金剛石顆粒表面；所述硼合金納米層結合于所述碳化硼納米層表面。

       2.如權利要求1所述的金剛石復合體，其特征在于，所述的金剛石顆粒為天然的金剛石粉體、塊體或薄膜；或為經高溫、高壓或化學氣相沉積生成的 金剛石粉體、塊體或薄膜。

       3.如權利要求1所述的金剛石復合體，其特征在于，所述復合涂層的總厚度為1-1000000nm。

       4.如權利要求1所述的金剛石復合體，其特征在于，所述復合涂層還含有硼納米層，且所述硼納米層位于所述碳化硼納米層和硼合金納米層之間。

       5.如權利要求1所述的金剛石復合體，其特征在于，所述硼合金為硼與選自下組的合金金屬形成的硼合金：銅、鋁、鎳、銀或其組合。

       6.一種金剛石復合體的制備方法，其特征在于，包括步驟： (1)提供一種包含金剛石顆粒、硼原料、銅原料和有機溶劑的混合漿料； (2)在真空下或在氫氣、氬氣或其組合的惰性氣氛或還原性氣氛中，將步 驟(1)的混合漿料進行加熱反應，從而得到一如權利要求1所述的金剛石復合 體；且所述硼合金為硼銅合金。

       7.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于， 按步驟(1)的混合漿料總重量計算，金剛石顆粒的質量分數為5－95wt%； 較佳地為20－85wt%；更佳地為20－65wt％；和/或 按步驟(1)的混合漿料總重量計算，硼原料的質量分數為10－90wt%；較佳 地為10－50wt%；更佳地為10－40wt％；和/或 按步驟(1)的混合漿料總重量計算，銅原料的質量分數為10－95wt%；較佳 地為20－85wt%；更佳地為30－75wt％；和/或 按步驟(1)的混合漿料總重量計算，有機溶劑的質量分數為0－90wt%；較 佳地為1－35wt%；更佳地為1－5wt％。

       8.一種金剛石復合體的制備方法，其特征在于，包括步驟： (a)提供一包含金剛石顆粒、硼原料和有機溶劑的混合漿料；和 (b)在真空下或在氫氣、氬氣或其組合的惰性氣氛或還原性氣氛中，將步 驟(a)的混合漿料進行加熱反應，從而得到金剛石復合體中間體；和 (c-1)將步驟(b)制得的金剛石復合體中間體與合金金屬原料和有機溶劑 共混，在真空下或在氫氣、氬氣或其組合的惰性氣氛或還原性氣氛中，進行加 熱反應，從而得到金剛石復合體；或 (c-2)步驟(b)制得的金剛石復合體中間體經化學鍍或電鍍處理，在該中 間體的表面上鍍覆一層合金金屬層，然后，在真空下或在氫氣、氬氣或其組合 的惰性氣氛或還原性氣氛中，進行加熱反應，從而得到權利要求1所述的金剛 石復合體。

       9.如權利要求8所述的制備方法，其特征在于， 按步驟(a)的混合漿料總重量計算，金剛石顆粒的質量分數為5－95wt%； 較佳地為20－85wt%；更佳地為20－65wt％；和/或 按步驟(a)的混合漿料總重量計算，硼原料的質量分數為10－90wt%；較佳 地為10－50wt%；更佳地為10－40wt％；和/或 按步驟(a)的混合漿料總重量計算，有機溶劑的質量分數為0－90wt%；較 佳地為1－35wt%；更佳地為1－5wt％；和/或 所述步驟(c-1)中，按共混后總重量計算，合金金屬原料的質量分數為10 －95wt%；較佳地為20－85wt%；更佳地為30－75wt％；和/或有機溶劑的質 量分數為0－90wt%；較佳地為1－35wt%；更佳地為1－5wt％。

       10.如權利要求6或8所述的制備方法，其特征在于， 所述銅原料、所述硼原料和/或所述合金金屬原料為粉末狀的；和/或 所述金剛石原料為天然的金剛石粉體、塊體或薄膜；或經高溫、高壓或化 學氣相沉積處理的金剛石粉體、塊體或薄膜。

       11.如權利要求6或8所述的制備方法，其特征在于，上述各個步驟中， 所述的加熱反應為在1000-1400℃下進行的反應；和/或 所述的加熱反應為在真空中或在壓力為1Pa–120kPa之間的氣氛中進 行的反應。

       12.如權利要求1所述的金剛石復合體的用途，其特征在于，用于機械刀具制品、孕鑲鉆頭、復合材料或電子元器件。

       13.一種制品或復合材料，其特征在于，包含權利要求1所述的金剛石復合體。