[0016]所述的循环水腔10，在铍铜2内或合金钢I内靠近铍铜2的位置或合金钢I与铍铜2之间；铍铜2和合金钢I之间用胶圈密封。
[0017]螺旋电热丝7可以选用铁铬铝材料的电热丝，用高温修补剂，比如耐高温水泥固定在垫片6上。
[0018]所述的热电偶，使用直径< 200 μπι的镍铬一镍硅金属丝焊接而成，探头贴近金刚石压砧5的砧面；或将钨钽(W-Ta)热电偶集成到金刚石压砧5砧面上。
[0019]本发明将电热丝加热技术、循环水冷却技术和金刚石对顶砧技术相结合，利用接近样品腔的螺旋电热丝进行加热，快速流动的循环水系统将无用的热量冷却，从而构建了一种在高温高压的极端条件下原位测量多种物理量的实验装置和实验方法；内冷式金刚石对顶砧压机能够为样品提供高温环境，同时压机自身能够维持常温几乎没有变化，从而完全克服高温高压下的碟簧形变使DAC的压力部分丢失的缺点。本发明简单便携，安全高效，上下两个金刚石压砧可以用来进行光学、电学、磁学、热学、力学、声学等多种测试，为高温高压下对物质的多种物理量的测量创造了有利条件。本发明得到了国家重点基础研宄发展计划(973 计划)(2011CB808204)，国家自然科学基金(91014004，11074094，11374121)，中国博士后科学基金(2013Μ540243)，以及吉林大学基础研宄经费(450060491500)的支持。
【附图说明】
[0020]图1为带有螺旋状电阻丝的垫片6的俯视图。最中间为金刚石对顶砧压痕。
[0021]图2为本发明的内冷式金刚石对顶砧压机的组装结构纵剖面示意图。
[0022]图3为图2中的压机上模11纵剖面示意图。
[0023]图4为图2中的压机下模13纵剖面示意图。
【具体实施方式】
[0024]实施例1结合【附图说明】本发明的金刚石对顶砧压机的结构。
[0025]本发明的金刚石对顶砧压机的结构如图1、2、3、4所示。图1、2、3、4中，I为合金钢，2为铍铜，3为云母片，4为摇床，5为金刚石压站，6为垫片，7为螺旋电热丝，8为热电偶，9为气动快速接头，10为循环水腔，11为压机上模，12为上模圆筒内壁，13为压机下模，14为圆筒状活塞，15为圆柱形活塞托，圆筒状活塞14和圆柱形活塞托15组成一体构成压机下模13，16为下模活塞外壁。
[0026]本发明的金刚石对顶砧压机与现有技术相同的结构有:压机上模11和压机下模13组成的压机，一对金刚石压砧5，压机与金刚石压砧5之间放置的摇床4，两颗金刚石对顶砧之间放置的垫片6，垫片6上与金刚石压砧砧面对应位置的压痕处有孔洞，该孔洞即为样品腔。靠近金刚石压砧砧面的直径< 200 μπι的镍铬一镍硅金属丝的热电偶8或集成到金刚石压砧砧面上的钨钽(W-Ta)热电偶8对样品腔的高温进行测量。
[0027]本发明的金刚石对顶砧压机与现有技术不相同的结构是:压机上模11和压机下模13均由高强度合金钢I和铍铜2组成，两种材料用螺丝串接固定。压机上模11有一层铍铜2装置在压机上模11圆筒底面内侧夹在合金钢I中间；压机下模13的圆筒状活塞14和圆柱形活塞托15上半部分为铍铜2材料，圆柱形活塞托15下半部分为合金钢I材料。在压机上模11和压机下模13内分别有由加工凹槽构成的循环水腔10 ;两套循环水腔10如图2那样在铍铜2内或合金钢I内靠近铍铜2位置预留凹槽，也可以在铍铜2和合金钢I相接的位置各预留有凹槽，扣合后构成循环水腔10 ;循环水腔10两端分别通过气动快速接头9串接外置的冷水机、水泵构成一个循环水冷却系统。上述结构构成内冷式金刚石对顶砧压机。此外，为了对样品进行加温和测温，在垫片6上用高温修补剂，比如耐高温水泥固定缠绕好的螺旋电热丝7，螺旋电热丝7可以选用铁铬铝材料的电热丝，螺旋电热丝7以垫片6上压痕中心为圆心摆成圆形，两端由导线引出连接加热电源。为了减少样品腔的高温经摇床4传导到压机，在压机与摇床4之间放置中心带圆孔的云母片3。
[0028]实施例2本发明的内冷式金刚石对顶砧压机的组装过程
[0029]首先将两个金刚石压砧5清洗干净，然后利用高温修补剂将金刚石压砧5固定在摇床4上，将摇床4放入压机中，在摇床4与压机之间放置一层中心带孔的云母片3，经过调平对中，使得上下两金刚石压砧5的砧面完全重合。被测样品就封装在两个金刚石压砧5之间，用预先压制好的垫片6封压，垫片6上已经预先排布好螺旋电热丝7。电热丝7和热电偶8经过压机下模13的小孔导出，用于加热和测温。利用气动快速插头9连接水管和压机的上下两部分的循环水腔10，并与冷水机、水泵串联成冷水循环回路。通冷水用于加热过程中的散热。
【主权项】
1.一种内冷式金刚石对顶砧压机，结构有，由压机上模(11)和压机下模(13)构成的压机，其中压机上模(11)为圆筒形状，压机下模(13)由圆筒状活塞(14)和圆柱形活塞托(15)组成一体构成，上模圆筒内壁(12)与下模活塞外壁(16)能紧密扣合；在压机上模(11)和压机下模(13)扣合后的内部空间放置一对金刚石压砧(5)，压机与金刚石压砧(5)之间放置摇床(4);两颗金刚石压砧(5)之间放置垫片(6)和热电偶(8)，其特征在于，垫片(6)上固定有螺旋电热丝(7)，螺旋电热丝(7)围绕在金刚石压砧压痕四周；压机与摇床(4)之间放置的云母片(3);压机由合金钢⑴部分和铍铜(2)部分组成，压机上模(11)有一层铍铜(2)装置在圆筒底面内侧夹在合金钢(I)中间，压机下模(13)的圆筒状活塞(14)和圆筒状活塞托(15)上半部分为铍铜(2)，活塞托(15)下半部分为合金钢(I);铍铜(2)和合金钢(I)间紧密配合并用螺丝固定成整体；在压机上模(11)和压机下模(13)内分别有由加工凹槽构成的循环水腔(10)，循环水腔(10)两端分别通过气动快速接头(9)串接外置的冷水机、水泵构成一个循环水冷却系统。
2.根据权利要求1所述的内冷式金刚石对顶砧压机，其特征在于，所述的循环水腔(10)，在铍铜(2)内或合金钢(I)内靠近铍铜(2)的位置或合金钢(I)与铍铜(2)之间；铍铜⑵和合金钢⑴之间用胶圈密封。
3.根据权利要求1或2所述的内冷式金刚石对顶砧压机，其特征在于，螺旋电热丝(7)使用铁铬铝材料的电热丝，用高温修补剂固定在垫片(6)上。
4.根据权利要求1或2所述的内冷式金刚石对顶砧压机，其特征在于，所述的热电偶，使用直径< 200 μ m的镍铬一镍硅金属丝焊接而成，探头贴近金刚石压砧(5)的砧面；或将钨钽热电偶集成到金刚石压砧(5)砧面上。
【专利摘要】本发明的金刚石对顶砧压机属于高温高压下物理量原位测量装置的技术领域。本发明装置包括由高强度合金钢(1)和铍铜(2)组成的压机，一对金刚石压砧(5)，压机与金刚石压砧(5)之间放置的摇床(4)，压机与摇床(4)之间放置的云母片(3)，两颗金刚石压砧(5)之间放置的垫片(6)，垫片(6)上缠绕好的螺旋电热丝(7)，热电偶(8)，连接压机内循环水腔(10)与水管的气动快速接头(9)，以及外置的冷水机和水泵。本发明利用螺旋电热丝进行加热，循环水对压机进行降温，达到了为样品提供高温环境、同时维持压机在常温状态而不存在压力丢失的目的，构建了一种在高温高压的极端条件下原位测量多种物理量的实验装置和实验方法。
【IPC分类】G01N1-44
【公开号】CN104596835
【申请号】CN201510036364
【发明人】高春晓, 李光辉, 彭刚, 韩永昊, 刘才龙, 李岩
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月25日