申請號：201310741266.7
       申請人：北京有色金屬研究總院
       發明人：范葉明 郭宏 張習敏 韓媛媛 尹法章 張永忠 徐駿

       摘要：本發明公開了屬于金屬基復合材料領域的一種包覆鎢鉬納米膜層的金剛石及其制備方法，包括：1）取不同形狀和尺度的金剛石，對其表面進行粗化處理；2）配制氧化鉬與氧化鎢的復合溶膠，可選擇性的向復合溶膠中添加穩定劑；3）將金剛石放入復合溶膠中進行表面浸膠并干燥；4）進行氫熱還原反應，形成金剛石基體/鎢鉬碳化物界面/鎢鉬合金的結構，包覆層厚度控制在納米級。本方法工藝方法簡單，氧化鉬與氧化鎢復合溶膠較單一氧化鎢溶膠具有更好的穩定性和成膜性能，解決了高溫氫熱處理過程中溶膠膜易開裂的問題，產品表面包覆的膜層更均勻、膜層厚度更小，且可以降低復合材料界面熱阻獲得更高熱導率，適于工業化制備金剛石增強金屬基復合材料。

       主權利要求：1.一種包覆鎢鉬納米膜層的金剛石，其特征在于，金剛石基體表面包覆有鎢鉬納米膜層，金剛石基體與鎢鉬納米膜層之間存在微量碳酸鎢和碳酸鉬構成的過渡層；所述鎢鉬納米膜層中Mo、W的摩爾比為0.01～1:1。

       2.根據權利要求1所述的包覆鎢鉬納米膜層的金剛石，其特征在于，所述 鎢鉬納米膜層的厚度為20nm～1000nm。

       3.權利要求1至2所述的包覆鎢鉬納米膜層的金剛石的制備方法，其特征 在于，具體制備方法包括如下步驟： （1）原料處理：將金剛石加入強氧化性酸中，加熱煮沸0.5-2h，對金剛石 表面進行粗化處理； （2）溶膠配置：按照Mo:W=0.01～1:1的摩爾比將鉬粉和鎢粉混合均勻， 將鎢鉬混合粉末加入H2O2中并不斷攪拌，W與Mo的總摩爾含量與H2O2的摩 爾含量之比為1:0.5～4，在0～10℃進行氧化反應；反應完全后向混合溶液中 依次加入冰醋酸與有機溶劑，W與Mo的總摩爾含量與冰醋酸、有機溶劑的摩 爾含量之比為0.2-0.5:1:2～4；混合均勻后在60℃～90℃攪拌0.5-72h，除去沉 淀，得到氧化鎢與氧化鉬的復合溶膠； 或者，按照Mo:W=0.01～1:1的摩爾比將鎢酸鈉和鉬酸鈉溶液混合，經 強酸性陽離子樹脂柱處理后，獲得氧化鉬和氧化鎢混合溶液，向混合溶液中依 次加入H2O2與有機溶劑，W與Mo的總摩爾含量與H2O2、有機溶劑的摩爾含 量之比為0.5-1:1:2～4，再加入催化劑氯鉑酸，混合均勻后在60℃～90℃攪 拌0.5-72h，除去沉淀，得到氧化鎢與氧化鉬復合溶膠； （3）浸膠與干燥：將粗化后的金剛石放入氧化鎢與氧化鉬復合溶膠中，對 金剛石表面進行浸膠，然后干燥； （4）氫熱還原：干燥后產物放入管式爐中，在水蒸氣與氫氣的流動氣氛下， 升溫至700℃～1000℃，保溫0.1～5h，得到表面包覆鎢鉬納米膜層的金剛石。

       4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，在步驟（2）中所述氧化 鎢與氧化鉬復合溶膠中加入穩定劑；所述穩定劑為硅酸鈉、二氧化硅、氧化鈦 或氧化硼中的一種；穩定劑中Si、Ti或B的摩爾含量同W與Mo的總摩爾含量 之比為0.001～0.02:1。

       5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，通過向氧化鎢與氧化鉬 復合溶膠中加入模數2.1～3.4、濃度40wt%的水玻璃引入硅酸鈉；通過向氧化 鎢與氧化鉬復合溶膠中加入28wt%的正硅酸乙酯引入二氧化硅；氧化鈦為純度 99%以上的鈦酸四丁酯經水解而得；通過向氧化鎢與氧化鉬復合溶膠中加入純度 為99%以上的硼酸引入氧化硼。

       6.根據權利要求3-5任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所 述強氧化性酸為濃硝酸、硫酸、濃硝酸的一種或兩種組成的混合酸。

       7.根據權利要求3-5任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中所 述鉬粉和鎢粉的粒度為250目，H2O2的體積分數為30%，有機溶劑為乙醇或丙 酮。

       8.根據權利要求3-5任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中所 述氯鉑酸的濃度為0.10g/L，加入量為混合溶液體積的0.5%。

       9.根據權利要求3-5任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所 述浸膠的溫度為20℃～80℃；干燥的溫度為50℃～90℃，干燥時間為0.5h～10 h；通過重復浸膠與干燥步驟可以調控金剛石表面鎢鉬納米膜層的厚度。

       10.根據權利要求3-5任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟（4）中 所述水蒸氣與氫氣的流動氣氛中水蒸氣與氫氣的體積比為5～10:90～95，氫氣 流量0.05L/min～10L/min。