北京有色金屬研究總院、國家有色金屬復(fù)合材料工程技術(shù)研究中心的王道斌在2012中國超硬材料技術(shù)發(fā)展論壇上帶來了《稀土對(duì)FeNi29Co1粉末觸媒合成金剛石的影響》的技術(shù)報(bào)告。

王道斌 《稀土對(duì)FeNi29Co1粉末觸媒合成金剛石的影響》

　　論文主要內(nèi)容摘要：人造金剛石的合成主要是以靜壓觸媒法為主，目前普遍采用粉末觸媒合成金剛石。觸媒通常選用第Ⅷ元素為基本組成元素的合金粉末，包括Ni基、Fe基、Co基合金。為了增強(qiáng)催化活性，需在觸媒中添加微量元素，降低石墨向金剛石轉(zhuǎn)化的條件（溫度、壓力）；改變金剛石的形核數(shù)量和生長速率；改善金剛石的晶型；降低對(duì)合成金剛石生長有害的O、S等雜質(zhì)含量；減少金剛石內(nèi)部包裹體的形成、改進(jìn)金剛石的顏色等。研究表明，Cu、Fe、Nb、Mn可以改變金剛石的成核和生長條件；B、Al、P、Ba可獲得半導(dǎo)體金剛石；除了Fe、Ni、Co、Ti、Cu、Cr元素外，B、N₂也對(duì)改變金剛石的顏色有明顯作用；La、Ce等稀土元素的加入對(duì)金剛石的生長質(zhì)量有較大的影響。

　　合成過程中，觸媒和石墨中存在的O、S等雜質(zhì)元素對(duì)金剛石的質(zhì)量有負(fù)面影響，特別是O元素，會(huì)與觸媒中的金屬元素形成穩(wěn)定的化合物，這些化合物在后續(xù)的熱處理過程中不能完全被還原，阻礙金剛石的成核和長大，并降低觸媒的催化活性或者在金剛石內(nèi)部形成包裹體等缺陷，從而影響金剛石的晶體質(zhì)量。研究證明想石墨柱中添加稀土有助于提高金剛石的沖擊韌性TI值。

　　為了降低O元素在粉末觸媒中的含量，本文借鑒了鋼鐵冶金中的經(jīng)驗(yàn)，在FeNi29Co1合金粉磨制備過程中添加稀土（Re）作為脫氧劑，并進(jìn)行金剛石合成實(shí)驗(yàn)，為水霧化粉狀觸媒生產(chǎn)高品質(zhì)金剛石探索新的思路。

　　在FeNi29Co1觸媒粉末中添加稀土有利于高性能金剛石的合成，所合成的金剛石混合單產(chǎn)、晶面完整率、顏色等均有所改進(jìn)，高強(qiáng)料的比例有所提高，稀土元素的加入具有凈化除雜的作用。

　　以上文字節(jié)選自《稀土對(duì)FeNi29Co1粉末觸媒合成金剛石的影響》，其原文收錄在《2012中國超硬材料技術(shù)發(fā)展論壇論文集》中。