1- Classification des catalyseurs et méthodes de préparation

Les matériaux catalyseurs utilisent généralement des éléments métalliques de transition ou leurs alliages. Selon leur forme, ils peuvent être divisés en: flocons, poudre, granulaire, filament, tube, mousse, etc.Les catalyseurs en poudre sont principalement utilisés, et les catalyseurs à flocons ont été éliminés.

Les méthodes de fabrication des catalyseurs en poudre comprennent principalement les méthodes physiques et chimiques et les méthodes de concassage mécanique.électrolyse ou réactions chimiques pour préparer des poudres à partir de composés métalliques, comme les méthodes de réduction, d'électrolyse et de carbonyl.et sa composition chimique ne change pratiquement pasLes méthodes typiques comprennent le broyage par vortex, le broyage à billes et l'atomisation.

En ce qui concerne la préparation de catalyseurs en poudre pour la synthèse de diamants, la poudre mécanique est plus courante.et puis le broyer avec un moulin à billes peut obtenir un alliage de catalyseur d'environ 200 meshLa pulvérisation par atomisation présente des avantages dans la production à grande échelle de catalyseurs en poudre. Cette méthode permet de produire facilement une poudre de catalyseur métallique de haute qualité avec les ingrédients requis,haute puretéLa structure uniforme et les excellentes performances du procédé, ainsi que la forme, la taille et la répartition de la taille des particules de la poudre obtenue par atomisation peuvent être ajustées dans ce cadre.Les poudres atomisées peuvent également utiliser des matières premières bon marché (déchets métalliques).Le flux de processus est court et l'équipement est simple, de sorte que le coût global est faible.

La technologie clé pour la production de catalyseurs en poudre est de contrôler la taille et la forme des particules de la poudre, en particulier la teneur en oxygène dans le catalyseur en poudre.À en juger par l'application actuelle de catalyseurs en poudre pour synthétiser le diamantLes catalyseurs à poudre atomisée présentent de grands avantages.une composition uniforme et une structure fine peuvent être préparéesCependant, les catalyseurs en poudre atomisés dans l'eau ont l'avantage d'être peu coûteux et, bien que le catalyseur préparé par atomisation dans l'eau ait une teneur élevée en oxygène, il est difficile de les utiliser dans les autres procédés.il peut être désoxydé efficacement après avoir été mélangé avec de la poudre de graphite et soumis à un traitement thermique sous vide, ses perspectives de développement sont donc plus larges.

2Caractéristiques du catalyseur en poudre

Le catalyseur en poudre présente les caractéristiques suivantes:

(1) Grande surface spécifique et grande surface de contact qui favorise la croissance des cristaux

Une caractéristique de base des catalyseurs en poudre est leur grande surface spécifique.qui augmente considérablement la zone de réaction entre le catalyseur et le graphite à haute température et à haute pressionSi le catalyseur en poudre peut être complètement mélangé à la poudre de graphite, le rendement de synthèse peut être considérablement augmenté.

Comme nous le savons tous, un champ de température et de pression uniformes sont des conditions nécessaires à la croissance d'un diamant de haute qualité.Le mélange uniforme de catalyseur en poudre et de graphite peut produire un champ de température et de pression relativement uniforme, créant de bonnes conditions pour la croissance du diamant.

(2) Structure uniforme et pureté élevée

En utilisant un catalyseur en poudre, la teneur en éléments clés de chaque pièce est uniforme et uniforme, ce qui peut assurer une croissance uniforme du diamant.la vitesse de refroidissement est très rapide pendant le processus de transformation du liquide métallique en poudre solide, et l'écart de chaque composant dans le catalyseur peut être contrôlé à environ un millième.

(3) Faible point de fusion

À mesure que la taille des particules du catalyseur diminue, sa température de fusion diminue de manière significative.Et le degré de réduction du point de fusion est inversement proportionnel à la taille des particules de la poudreEn profitant de cette fonctionnalité, the nucleation density and growth rate of diamond in the synthesis cavity can be effectively controlled through the reasonable matching of different catalyst particle sizes and the adjustment of the synthesis process.

(4) Taux élevé d'utilisation des ressources

Le pourcentage en poids du catalyseur dans la cavité de synthèse est d'environ 30% et le taux d'utilisation est relativement élevé.Sa composition est également facile à ajusterCela réduit considérablement l'utilisation de catalyseurs dans l'industrie du diamant.

Bien que le catalyseur en poudre présente les avantages ci-dessus, il présente également les inconvénients suivants:

(1) La surface est sensible à la contamination

La taille géométrique du matériau catalyseur en poudre est très petite et son adsorption de surface est grandement améliorée.Les catalyseurs en poudre sont très facilement oxydésSi la teneur en oxygène dans le catalyseur ne peut pas être réduite, les performances catalytiques du catalyseur en poudre seront fortement affectées.

2) Le mélange n'est pas facile à faire uniformément

Comme la taille des particules du graphite et du catalyseur est très petite, et que la gravité spécifique des deux est très différente (la gravité spécifique du catalyseur est d'environ 8,et la densité spécifique du graphite est de 2.25), il est difficile de mélanger les deux uniformément. Bien que l'ajout d'une quantité appropriée de liant pendant le mélange puisse améliorer l'uniformité du mélange,La post-traitement incomplète affectera la synthèse du diamant.

En outre, si les problèmes d'oxydation des catalyseurs en poudre pendant la production, le stockage, le transport et l'application ne sont pas bien résolus,il provoquera une instabilité dans le processus de synthèse du catalyseur en poudre.