專利名稱：用于合成金剛石的片狀觸媒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于合成金剛石的片狀觸媒。
背景技術(shù)：
眾所周知用于合成金剛石觸媒的主要成分中最佳是鈷、鎳兩種成分，由于金屬鈷、鎳都屬貴金屬，鈷最高曾到65萬元/噸，鎳最高曾到12.5萬元/噸，因此人們紛紛在研究無鈷少鎳的合金做觸媒材料，我們可以看到中國(guó)專利公報(bào)上1995年2月1日公開的“鎳、鐵基觸媒合金及其制作方法”，其合金組分(重量％)Fe為15-25％、Mn為10-20％、Cr為0.5-1.2％、Ni為余量，制作方法采用是真空熔煉-軋制法。再如1997年5月7日公開的“一種Ni基稀土無Co觸媒合金及其生產(chǎn)方法”，其主要組分(重量％)為Ni55-75、Mn25-32、Cr3-5，其生產(chǎn)方法也是真空熔煉-軋制法。而生產(chǎn)中常用的鎳錳鈷觸媒其組分(重量％)為鎳70％，鈷5％，錳25％，因此，從公開的技術(shù)方案來看，鎳的用量仍然很大，成本仍然很高。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種在保證金剛石質(zhì)量不低于現(xiàn)有技術(shù)的情況下能使觸媒成本大大降低的合成金剛石片狀的觸媒及其生產(chǎn)方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是以低碳鋼或純鐵為基體，基體表面覆蓋有鎳、鈷或鎳鈷層。
其化學(xué)成分(重量％)為鎳1-15％、鈷0-5％，其余為鐵。
其生產(chǎn)方法的特點(diǎn)是采用電鍍的方法使鎳、鈷或鎳鈷附著于基體表面，其主要工藝流程為低碳鋼帶或純鐵帶→連續(xù)電鍍鎳、鈷或鎳鈷→熱擴(kuò)散退火處理→激光熱沖擊處理→硬化冷精軋→縱切分條→沖壓→表面處理→分選→包裝。
電鍍鍍層厚度為1-50微米。
由于在高溫高壓合成金剛石過程中，碳素仍維持固態(tài)，而觸媒則處于熔融或半熔融狀態(tài)，人們把熔融的觸媒比作一個(gè)浴池，碳原子受熱后產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，向觸媒熔區(qū)擴(kuò)散，進(jìn)入熔池，金剛石就生長(zhǎng)在觸媒和碳片的交界處，故只要觸媒片的表面為鎳鈷金屬就能起到足夠的催化作用。而觸媒片的中間基體可以采用廉價(jià)的金屬替代，以低碳鋼或純鐵替代金屬鎳鈷，可很大幅度降低觸媒的生產(chǎn)成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下特點(diǎn)1.現(xiàn)有觸媒成本較高，本發(fā)明的觸媒僅在鐵基體上覆蓋了鎳或鈷或鎳鈷層，鎳鈷用量相當(dāng)少，因而可以節(jié)省大量的貴金屬鎳鈷。
2.生產(chǎn)工藝與現(xiàn)有技術(shù)差別很大，不需要通過金屬熔煉，鑄錠及熱軋工藝，直接通過連續(xù)電鍍的方法在低碳鋼帶或純鐵帶電鍍鎳、鈷或鎳鈷，大大簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝流程。
3.經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)顯示，利用該觸媒合成金剛石，具有合成范圍寬，合成穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，生產(chǎn)的金剛石顏色深黃，晶體好，透明度高，粒度均勻，達(dá)到甚至超過目前廣泛使用的鎳錳鈷觸媒的合成效果。
本發(fā)明的主要優(yōu)勢(shì)為以低碳鋼或純鐵替代金屬鎳鈷，可很大幅度降低觸媒的生產(chǎn)成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
具體實(shí)施例方式實(shí)施方式一取低碳鋼帶鍍以鎳10％、鈷3％的電鍍層，鍍層厚30微米。其生產(chǎn)的主要工藝流程為低碳鋼帶或純鐵帶→連續(xù)電鍍鎳鈷→熱擴(kuò)散退火處理→激光熱沖擊處理→硬化冷精軋→縱切分條→沖壓→表面處理→分選→包裝。
實(shí)施方式二到十的生產(chǎn)工藝與實(shí)施例一相同，只是電鍍組分的重量百分比不同，現(xiàn)列表如下

總之，實(shí)施方式可在鈷0-5，鎳1-15，余量為鐵的范圍任意挑選組合。效果都不會(huì)低于現(xiàn)有無鈷少鎳技術(shù)效果。
權(quán)利要求
1.一種用于合成金剛石的片狀觸媒，其特征是以低碳鋼或純鐵為基體，基體表面覆蓋有鎳、鈷或鎳鈷層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成金剛石的片狀觸媒，其特征是化學(xué)成分(重量％)為鎳1-15％、鈷0-5％，其余為鐵。
3.一種如權(quán)利要求1所述的合成金剛石的片狀觸媒的生產(chǎn)方法，其特征在于采用電鍍的方法使鎳、鈷或鎳鈷附著于基體表面，其主要工藝流程為低碳鋼帶或純鐵帶→連續(xù)電鍍鎳、鈷或鎳鈷→熱擴(kuò)散退火處理→激光熱沖擊處理→硬化冷精軋→縱切分條→沖壓→表面處理→分選→包裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合成金剛石的片狀觸媒，其特征在于電鍍鍍層厚度為1-50微米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于合成金剛石的片狀觸媒，其特點(diǎn)是以低碳鋼或純鐵為基體，基體表面覆蓋有鎳、鈷或鎳鈷層。其生產(chǎn)方法是采用電鍍的方法使鎳、鈷或鎳鈷附著于基體表面，其主要工藝流程為低碳鋼帶或純鐵帶→連續(xù)電鍍鎳、鈷或鎳鈷→熱擴(kuò)散退火處理→激光熱沖擊處理→硬化冷精軋→縱切分條→沖壓→表面處理→分選→包裝。經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)顯示，利用該觸媒合成金剛石，具有合成范圍寬，合成穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，生產(chǎn)的金剛石顏色深黃，晶形好，透明度高，粒度均勻，達(dá)到甚至超過目前廣泛使用的鎳錳鈷觸媒的合成效果。
文檔編號(hào)B01J23/74GK1511635SQ02139879
公開日2004年7月14日 申請(qǐng)日期2002年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月27日
發(fā)明者張樹芳, 陳建海, 趙彬強(qiáng) 申請(qǐng)人:湖南三一新材料有限公司