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人造金刚石用石墨 643000 自贡东新电碳股份有限公司 缪树良 缪树良，男，高级工程师，中国机械工业科技专家，两项课题获省、市科技进步 奖，发表论文8篇。 摘要该文根据近年来专家学者们对人造金刚石合成机理提出的一些新的理念，探讨不同类型的人造 金刚石用石墨，其性能参数应有一个合理的定位，并可采用特殊的方法使之达标。 关键词纯度电阻率气孔率抗压强度石墨化程度显微结构 1 引言 进入21世纪以来，国内人造金刚石的产量和质量都有了极大的飞跃。很多新技术、新发现和新理 念对行业的研究和发展起着重要的推动作用。在静压触媒法合成中，采用什么样的石墨作碳源能使合成 金刚石更有效，得到的晶体质量更高?本文将从近几年探索的一些新的发现和理念，对不同类型的人造 金刚石用石墨的性能加以研究。 2人造金刚石用石墨的分类 在静压法合成金刚石中，按其组装方式，可分为片状组装和粉末组装；按其压机类型，又可分为两 面顶合成和六面顶合成。针对不同的组装方式，用于不同的设备，合成不同品级的金刚石，人造金刚石 用石墨可分为两类六种。 第一类是片状组装，有四个品种：①粉压片；②高纯石墨切片；③高纯高密度坯料切片；④高电阻 率碳片。 第二类是粉末组装，有两个品种：①合成粗粒高强料用纯净石墨粉；②合成RVD料用石墨粉。 其代表牌号及性能参数见表1。 表1人造金刚石用石墨的种类及性能参数 类别 品 名 牌 号 灰份(％) 气孔率(％)石墨化度(％) 适用范围 T641T642 0．020 28±4 90±3 六面顶、中高强料 粉压片 T643T694T645 O．09 30±3 81±5 六面顶、粗粒高强料 片状类 高纯石墨棒切片 G4G4D 0．07 23±3 82±4 六面顶、中高强料 高纯高密石墨切片 EG34DSI帆00 O．01 21±3 89±4 六面顶、高强料 高电阻碳片 T64D 0．2 六面顶、端片 六面顶和阴回圾、租颗 纯净石墨粉 0．005 93 粒高强料 粉状类 细粒度磨料级用石 T64F 0．2 8l±5 六面顶RVD料 墨粉 3人造金刚石用石墨的制备 金刚石是碳的同素异构体，从理论上讲，任何形态的碳，只要满足了其晶形转变的条件，就可以转 变为金刚石。但是在工程实践中，采用哪些措施来满足其晶形转变的条件，着实要下很多功夫。首先， 要把乱层结构的无定形碳变成有序结构的石墨，才能用作静压触媒法合成金刚石的碳源。 20世纪60～70年代初期，合成金刚石用碳源，是直接从现有的石墨品种中选择试用，有颗粒状组 装，也有片状组装。随着人造金刚石行业的发展，为有利于合成高品级金刚石而制作专用石墨片，经历 工艺试验研究·原辅材料 201 了近30年的历程，现在每年用于合成金刚石的石墨(含片状和粉状)达1000t。 早期的碳源制做，是基于如何使石墨更有利于转化为金刚石结构的理念，并以两面顶合成金刚石为 参考，因而把石墨的纯度、体积密度、抗压强度、石墨化程度做到很高。在跨世纪的超硬材料论文集 中，许多专家、学者对六面顶合成金刚石的机理和工艺过程提出了一些新的观点和理念。例如：金刚石 的生长需要一定的空间；石墨转化为金刚石的过程中，将经过再结晶阶段，发