一种生长宝石级金刚石单晶用大腔体结构装置的制作方法

文档序号:12504018阅读:233来源:国知局

本实用新型涉及非金属超硬材料高压合成技术领域,属于一种在六面顶压机上实现合成生长宝石级金刚石单晶用大腔体结构装置。



背景技术:

随着人造金刚石单晶的合成技术不断发展,粗颗粒高品级金刚石不仅工业应用越来越普遍,宝石级金刚石在装饰及饰品中的应用也正逐步被开发。目前国内宝石级金刚石的合成基本局限于小腔体,并且存在腔体内温差大,压力不稳,温度与压力严重不匹配现象,生产的大颗粒金刚石单晶缺陷较多,产量偏低等,上述因素制约了宝石级金刚石的应用发展。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种生长宝石级金刚石单晶用大腔体结构装置,该大腔体结构针对国内大型压机合成宝石级金刚石的过程中腔体内部温度、压力场均匀度的问题,提供一种新的腔体组装结构方式,该组装结构使用了温度均衡片和单侧增压装置,使合成腔体内温度梯度更利于大单晶的定向生长,同时采用增压设计,保证腔体内长时间保持在单晶生长所需压力状态。该结构可在长时间的合成中生长出宝石级金刚石。

为了实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:

一种生长宝石级金刚石单晶用大腔体结构装置,其特在于,该大腔体结构包括:生长宝石级大颗粒单晶的合成柱本体(13),其外层设置为绝缘套管(14),在绝缘套管外侧设置加热管(12),加热管外侧设置氯化钠盐管(16),氯化钠盐管外侧设置复合叶蜡石块(18);合成柱本体(13)上边依次设置白云石片(11),白云石片上侧设置绝缘片(10),绝缘片上侧设置石墨片(9),石墨片上边设置增压柱(6);增压柱外侧设置加热管(7),加热管外侧设置增压环(8),增压柱(6)上边设置石墨片(5)和 金属片(4),金属片上侧设置导电钢圈(1),在导电钢圈(1)的外侧上部设置叶蜡石环(2),在叶蜡石环(2)的下端设置白云石环(3);合成柱本体(13)下方设置绝缘片(10),绝缘片下方设置温度均衡片(17),温度均衡片下方设置增压白云石片(15),白云石片下方设置石墨片(5),石墨片下方设置金属片(4),金属片下方设置导电钢圈(1),在导电钢圈(1)的外侧上部设置叶蜡石环(2),在叶蜡石环(2)的下端设置白云石环(3)。

其中,宝石级金刚石粒度在1.5---5mm。

其中,所述的温度均衡片(17)的厚度为0.5-1.0mm,所述的温度均衡片(17)的材质为非金属。

其中,所述的增压柱(6)、增压环(8)为白云石材料。

本实用新型的有益效果是:提供一种大腔体合成宝石级人造金刚石组装结构,本结构增添温度均衡片,采用增压柱以增压环进行腔体内压力保障,从而保证了宝石级金刚石的生长始终处于理想生长环境。本腔体结构适合与大型设备合成宝石级金刚石,能保证合成的稳定性和产出优质大颗粒金刚石。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

附图标记:1、导电钢圈,2、叶蜡石环,3、白云石环,4、金属片,5、石墨片,6、增压柱,7、加热管,8、增压圈,9、石墨片,10、绝缘片,11、白云石片,12、加热管,13、合成柱本体,14、绝缘管,15、白云石片,16、氯化钠盐管,17、温度均衡片,18、复合叶蜡石块。

具体实施方式

参见图1所示:下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明:

一种大腔体合成宝石级人造金刚石组装结构,它包括:生长宝石级大颗粒单晶的合成柱本体13,绝缘套管14,加热管12,氯化钠盐管16,复合叶蜡石块18;白云石片11,绝缘片10,石墨片9,增压柱6;加热管7, 增压圈8,石墨片5和金属片4,导电钢圈1,叶蜡石环2,白云石环3,温度均衡片17,增压白云石片15。

制作时,将组装好的粉末的合成柱本体13放置于白云石片11上,放入绝缘管14内,上下放置绝缘片10,在绝缘片下端设置温度均衡片17和增压白云石片15,在绝缘套管14外侧设置加热管12,加热管12外侧设置氯化钠盐管16,氯化钠盐管16放置在复合叶蜡石块18内,在合成柱本体13上的绝缘片10上端设置石墨片9,石墨片9上端为增压柱6套装在加热管7和增压圈8内,在增压圈上端设置石墨片5和金属片4,金属片4上端加装导电钢圈1和叶蜡石环2、白云石环3;下端在白云石片15下侧为石墨片5和金属片4,在金属片4下端加装导电钢圈1和叶蜡石环2、白云石环3即可进行合成。

增压柱6和增压圈8的制作中需选用优质白云石材料粒度达到100目以上,加入特殊处理结合剂在20吨以上四柱压机压制。压制顺序:白云石粉末与结合剂充分混合后称取一定重量(每次误差小于0.5克),倒入压制模具压制,经一定时间保压形成柱体6和增压圈8,每次压制尺寸公差小于0.1mm,压制完成后放入烘箱按烘烤工艺进行焙烧(最高温度控制在310℃),焙烧完成后放入储存烘箱保存待用或真空包装。

以上对本实用新型的具体实例进行了描述。需要理解的是,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形和修改,这并不影响本实用新型的实质内容。

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