专利名称：一种双向施压金刚石合成柱的制作方法
技术领域：
本发明属于金刚石合成技术领域，特别涉及一种双向施压金刚石合成柱。
背景技术：
超高温高压下的金刚石合成块(如图1所示)是由合成金刚石所用的原材料合 成柱5，即石墨和触媒混合粉和位于合成柱5两端的导电钢圈1以及合成柱5外围的加热 元件3、绝缘元件4、传压密封介质2按照一定方式组装而成的块状体。组装方式从外到内 为外围采用传压密封介质2作为传压密封材料，两端采用导电钢圈1进行通电加热，导电 钢圈1与其内侧加热元件3紧密接触，通电时通过导电钢圈使加热元件3本身发热，然后经 过与加热元件3内侧紧密接触的绝缘元件4，透过绝缘元件4把热量传至与绝缘元件4内侧 紧密接触的合成柱5，使石墨在超高温高压下转化为金刚石。在合成过程中，作为传压密封 介质的叶蜡石虽然具有优良的传压性能，但在超高温高压下本身会发生相变，即叶蜡石中 的结晶水会促使叶蜡石相变成蓝晶石加柯石英，体积收缩，传压性能大大降低。可是在合成 金刚石的后期是金刚石颗粒一个生长长大的过程，此时正需要传递充足的压力来补充营养 促使其长大，传压性能的大幅度降低将导致合成压力传递不进去。再加上近几年来超硬材 料行业随着技术水平的不断进步，六面顶压机合成设备合成金刚石的合成腔体迅速扩大， 从合成块的组装方式上来看，合成柱从外到内呈现的压力分布情况为越来越小(即压力分 布不均)，从而造成内虚。使生成的金刚石颗粒内部气泡、杂质多，缺陷多，且颗粒小，严重 影响金刚石的产品质量。若一味的提高合成压力，由于叶蜡石在超高温高压下本身发生相 变，产生体积收缩，传压性能大大降低，压力传不进去，产品质量并不会得到明显的变化，且 会直接影响到六面顶压机合成设备的使用寿命，严重者直接导致设备在高温高压下断裂爆 炸，不但大大提高了生产成本，而且还存在较大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够降低合成压力、传压性能好的双向施压金刚石合成 柱。为达上述目的，本发明采用的技术方案是一种双向施压金刚石合成柱，合成柱分成上下两部分，合成柱结合部位中间分别 向上、下设置有竖槽。合成柱上下两部分相等。槽与合成柱形状相同且与合成柱同心。槽的体积占合成柱体积的10% 50%。槽内填充有叶腊石与白云石复合介质。白云石与叶腊石的比例为1 1 9 1。本发明中，合成柱分成上下两部分，合成柱结合部位中间分别向上、下设置有竖 槽，合成柱上下两部分相等，槽与合成柱形状相同且与合成柱同心，槽的体积占合成柱体积的10% 50% (体积过小，均衡压力情况降低；体积过大，影响产量)槽内填充有叶腊石 与白云石复合介质，白云石与叶腊石的比例为1 1 9 1，采用这样的结构，合成柱在 超高温高压下合成转化时，不但受到外在的六个硬质合金所施加的力，同时由于空心部位 所填充的叶腊石与白云石复合介质热膨胀系数大和传压性能好(白云石的热膨胀系数大， 为2. 7X ΙΟ"5,高温高压下不发生相变；叶蜡石的传压性能好)，六个硬质合金施加压力时， 槽内所填充的叶腊石与白云石复合介质受热膨胀，体积增大，加上一小部分的传压，也开始 向合成柱施加压力，整个过程相当于合成柱各个方位都受到双向压制的作用。此作用不但 可以消减一部分外在的六个硬质合金所施加的力，从而来延长六面顶压机合成设备的使用 寿命，降低合成压力；而且可以使合成柱各个方位所受的力均勻一致，消减了合成柱内虚状 况，从而降低了劣质料(等级较低的金刚石)的比例，提高了优质产品的比例。利用本发明合成柱，以直径60毫米合成柱为例，在保证单次合成产量300克拉正 负10克拉的情况下金刚石合成压力由原来的58 60Mpa降低到51 54Mpa，劣质料比 例由原来的40% 45%下降到了 30% 35%。
图1为现有技术中金刚石合成块结构示意图；图2为利用本发明组装的金刚石合成块结构示意图。
具体实施例方式如图2所示，一种双向施压金刚石合成柱，合成柱6分成上下两部分，合成柱6结 合部位中间分别向上、下设置有竖槽7。合成柱6上下两部分相等。槽7与合成柱6形状相 同且与合成柱6同心。槽7的体积占合成柱6体积的10% 50%。槽7内填充有叶腊石 与白云石复合介质8。白云石与叶腊石的比例为1 1 9 1。合成柱6外侧绝缘元件 4与合成柱6紧密接触，绝缘元件4外侧为加热元件3，合成柱6两端为导电钢圈1，导电钢 圈1与加热元件3之间设置有传压密封介质2，导电钢圈1外侧套设有传压密封介质2。
权利要求
一种双向施压金刚石合成柱，其特征在于，合成柱分成上下两部分，合成柱结合部位中间分别向上、下设置有竖槽。
2.如权利要求1所述的双向施压金刚石合成柱，其特征在于，合成柱上下两部分相等。
3.如权利要求1或2所述的双向施压金刚石合成柱，其特征在于，槽与合成柱形状相同 且与合成柱同心。
4.如权利要求3所述的双向施压金刚石合成柱，其特征在于，槽的体积占合成柱体积 的 10% 50%。
5.如权利要求4所述的双向施压金刚石合成柱，其特征在于，槽内填充有叶腊石与白 云石复合介质。
6.如权利要求5所述的双向施压金刚石合成柱，其特征在于，白云石与叶腊石的比例 为 1 1 9 1。
全文摘要
本发明公开了一种双向施压金刚石合成柱，属于金刚石合成技术领域，合成柱分成上下两部分，合成柱结合部位中间分别向上、下设置有竖槽。利用本发明进行金刚石合成，能够降低合成压力，降低劣质产品的比例，合成效果好。
文档编号B01J3/06GK101890320SQ201010240019
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月29日 优先权日2010年7月29日
发明者薛胜辉 申请人:郑州人造金刚石及制品工程技术研究中心有限公司