郝洪伟 李建华 田冰涛
河南黄河旋风股份有限公司 河南 长葛 461500；
摘要：为了确定金刚石合成块在电解过程的影响因素，采用电解方法针对金刚石合成块进行电解试验。将金刚石合成块电解成铁离子后放置在试验镀液，在镀液之中填入适当剂液，分析稳定剂、活化剂、pH值等因素的实际影响。结果在金刚石合成块电解过程，稳定剂与活化剂的最佳使用量为：30g/L、25 g/L，pH值控制为3左右。经过试验后发现通过这些影响因素，可以促使电解速度大幅增长。
关键词：高温高压触媒法；金刚石合成块；电解影响因素
引言：目前，在制造金刚石时，都会使用多种材料与高温高压触媒法进行合成，通过这种方式最终合成的便是金刚石。经过合成的金刚石块极为坚硬，无法以正常方式将其击碎，尤其是对其进行提纯时，采取以往技术既需要耗费大量成本与人力，还可能对周围造成巨大污染。为了避免以上状况的发生，如今可以采取电解方式对金刚石合成块进行提纯，但在提纯过程存有诸多因素很可能影响到金刚石合成块的电解速度，因此，以下对这些影响因素展开分析。
1 试验条件
为了加快金刚石合成块的提纯效率，采取直流电针对金刚石合成块展开电解还原，由于整个电解操作需要在电解池之中开展，所以本次试验特意提纯车间安设一个电解池。由于本次试验的主要目的为：确定高温高压触媒法金刚石合成块电解过程的影响因素，所以在整个试验过程着重针对稳定剂、活化剂等因素展开深入剖析，最终得出这些因素对于金刚石合成块电解过程会造成以下影响。
2 试验结果
2.1 稳定剂影响
当试验镀液之中的铁属于亚铁离子形态时，非常容易在其他因素的侵蚀下出现氧化反应，促使亚铁离子逐渐变成三价铁离子，当试验镀液中的pH值处于2.5左右，三价铁离子就会逐渐成为胶状沉淀物，当其与阴极或阳极之间有所接触后，很容易在两极的表层进行吸附，促使两极表层的导电效果大幅下降，严重影响金刚石合成块的电解速度。这时在试验镀液之中适当添加稳定剂，便可对铁离子起到保护效果，避免其在接触过程变成胶状沉淀物，还能促使铁离子具备稳定特性，不会对试验镀液中的其他剂液造成影响。但需注意，稳定剂不可在试验镀液中随之添加，如果添加分量过多，铁离子很容易在温度、电流等因素的干扰下进行沉淀，这样试验镀液的导电效果与电解速度便会大幅下降；如果添加分量过少，就无法为镀液中的铁离子起到保护效果，其与电极有所接触后依然会变成胶状沉淀物，因此，在本次试验中，最好将稳定剂的使用分量控制为平均每升30g左右，这时稳定剂在试验镀液中的效果最为理想，导电效果与电解速度都会随之直线上涨。
2.2 活化剂影响
正常在金刚石合成块电解试验中添加活化剂是目的，主要是为了加快金刚石合成块在电极中的溶解速度，同时，预防电解过程阳极发生迟钝状况，弥补试验镀液中的铁离子，在与阴极产生接触后因吸附大幅下降的阳极离子。
但活化剂在试验镀液中的添加量也需要格外注意，如果添加分量过多，阴极和阳极之间就会产生析氧反应，导致电解效果直线下降，而且金刚石合成块的金属镀层也会更加坚固，电解难度增加，铁离子的溶解速度下降，促使后期的其他工作更加困难；如果添加分量过少，就会限制阳极无法正常发挥溶解效果，试验镀液的导电效果、分散性能以及电解速度也会随之下降。因此，在本次试验中，最好将活化剂的食用分量控制为平均每升25g左右，这样便可在试验过程发挥活化剂的最大价值，为金刚石合成块电解提供巨大动力。
2.3 pH值影响
在金刚石合成块电解过程pH值也是较为重要的影响因素之一，如果试验过程的pH值处于1以下，氢离子含量处于较高状况，会在铁离子之前与阴极接触，并在阴极之中进行放电产生析氧状况，直接限制金刚石合成块的电解速度，当氢离子的含量超过铁离子时，很可能导致阴极受到腐蚀损坏，增加阴极在电解过程的实际消耗。如果试验过程的pH值处于6以上，镍离子与铁离子之间很可能产生水解状况，促使铁离子变成胶装沉淀物，试验镀液开始越发浑浊，电解过程的实际电阻直线增加，电解速度与导电效果大幅下降，甚至还可能导致电解试验发生安全事故。因此，在本次试验中，最好将pH值控制为3左右，这样既不会产生析氧状况，也不会产生水解状况，还能从根本增加电解速度。
2.4 电流影响
在使用电解法时，电解速度会在电流提升的情况下加快，这种情况是因电流在提升以后，阳极和阴极中的实际电荷有所变化，促使阳极加快金刚石合成块的失电速度，将铁变成离子流入试验镀液，并以此促使阴极加快铁离子在试验镀液中的吸附速度。在了解以上内容后，基本都会选择持续提升电流，这样阳极和阴极之间的磁场就会有所拓展，电解速度也会随之出现巨大变动，但实际上当电流提升至一定程度以后，阳极就会在电流过大的情况下出现迟钝反应，当电流提升情况已经越发接近钝化电位，就无法对金刚石合成块起到溶解效果。相反如果电流一直没有得到提升，长时间保持较慢速度时，也会导致阴极效果下降，整个金刚石合成块的电解速度无法达到预期速度。因此，在本次试验中，最好在电解过程针对电控柜的实际电流展开精准控制，正常可以将电控柜的实际电流控制在4100A左右，这时电流对于阳极和阴极的影响最低，也能为电解速度起到一定作用。
3 结论
综上所述，在通过高温高压触媒法针对金刚石合成块进行电解试验时，整个试验过程存有诸多影响因素，如：稳定剂、活化剂、pH值以及电流等等，这些影响因素都能直接降低金刚石合成块的电解速度。经过以上分析后可以得知，稳定剂和活化剂都能为电解过程增加速度，但需注意使用分量，否则就会将增加作用变成各种限制。此外，在通过正常工艺条件进行电解操作时，为了切实增加操作效率，最好着重注意阴极和阳极之间的实际距离，以及电控装置的实际电流，这样才能从根本上实现金刚石合成块的快速电解目的。
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姓名：郝洪伟（1983.10.29）；性别：男，民族：汉，籍贯：河南省长葛市，学历：本科，毕业于燕山大学；研究方向：金刚石及其工具制造。