专利名称：一种导电钢圈基体及其超硬材料合成用复合导电钢圈的制作方法
技术领域：
本实用新型属于超硬材料合成技术领域，具体涉及一种导电钢圈基体及其超硬材料合成用复合导电钢圈。
背景技术：
在合成人造金刚石和立方氮化硼单晶及聚晶等超硬材料及制品时，是在高温高压的条件下完成的，外部提供的电压通过导电钢圈使反应室内发热材料的电阻发热而产生高温，导电钢圈的作用主要是导电，使电流通过导电钢圈流向外围石墨纸或其他导电材料，。中国专利号ZL02M1978.0公开了一种超硬材料合成用复合导电钢圈，在导电钢圈顶面设置有金属垫，在导电钢圈的中空腔内设置有添芯，在导电钢圈的底部设置有金属帽。这种结构的导电钢圈缺点在于当电流通过导电钢圈时，只有接触点石墨片参加导电并发热，而石墨片中间部位由于电势相等，没有形成电势差，并无电流通过，只是起到了传热作用，结果会造成合成柱芯两端温度低，与中间部位存在很大的温度差，由于温度和压力不能很好的匹配，严重影响合成金刚石的质量；同时在电流通过导电钢圈时，单位面积的电流密度较小，为了达到需要的电流密度，就必须增加合成功率，由于有相当一部分电能并没有得到有效利用，这样等于浪费了电能；另外，高温也使与反应室接触的导电钢圈接触端面产生不同程度的熔化，不利于晶体的生长或容易引发事故。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种导电钢圈基体，以解决现有导电钢圈导电传热不均勻的问题，同时提供一种使用该导电钢圈基体的超硬材料合成用复合导电钢圈。为实现上述目的，本实用新型提供的导电钢圈基体的技术方案如下一种导电钢圈基体，所述基体为一端封闭、另一端开口且内设空腔的筒形结构，所述基体上于其空腔底部轴向固定设有至少一个导电柱，所述导电柱用于与基体和反应室之间设置的金属垫电连接接触。所述导电柱的顶端高度与筒形导电钢圈基体筒壁的高度一致。所述导电柱为两个以上，且围绕筒形导电钢圈基体的轴心均勻分布。所述导电柱采用铸、熔或焊的方式与筒形导电钢圈基体固定结合在一起。所述导电柱通过螺纹连接的方式与筒形导电钢圈基体固定连接。本实用新型提供的超硬材料合成用复合导电钢圈的技术方案如下一种超硬材料合成用复合导电钢圈，包括一端封闭、另一端开口且内设空腔的筒形的导电钢圈基体，导电钢圈基体中空腔内设有添芯，导电钢圈基体底部设有金属帽，顶部设有用于垫设于导电钢圈基体与反应室之间的金属垫，所述导电钢圈基体上于其空腔底部轴向固定设有至少一个导电柱，所述导电柱与金属垫连接接触。所述导电柱的顶端高度与筒形导电钢圈基体筒壁的高度一致。所述导电柱为两个以上，且围绕筒形导电钢圈基体的轴心均勻分布。[0013]所述导电柱采用铸、熔或焊的方式与筒形导电钢圈基体固定结合在一起。所述导电柱通过螺纹连接的方式与筒形导电钢圈基体固定连接。本实用新型的导电钢圈基体及超硬材料合成用复合导电钢圈由于在筒形导电钢圈基体的底部设置了导电柱，通过该导电钢圈向合成反应室内部输送电流时，提高了单位面积的电流密度，减小了合成功率，相当于节约了电能。另外，本实用新型的钢制导电钢圈不与反应室直接接触，在他们接触面中间加一个高熔点金属垫，该金属垫材料与发热体材料不共熔，保护导电钢圈，使其在高温时不易熔化，从而避免了高压泄漏事故的发生。
图1是本实用新型导电钢圈实施例的结构示意图；图2是本实用新型筒形导电钢圈基体的局部剖视图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步介绍。如图1所示为本实用新型超硬材料合成用复合导电钢圈实施例的结构示意图，其中导电钢圈基体1为一端封闭、另一端开口且内设空腔的筒形结构，基体上于其空腔底部轴向固定设有导电柱，所述导电柱用于与基体和反应室之间设置的金属垫连接接触。由图可知，该复合导电钢圈包括如上所述的导电钢圈基体1，导电钢圈基体中的空腔内设有添芯 4，导电钢圈基体底部设有金属帽3，顶部设有用于垫设于导电钢圈基体与反应室之间的金属垫2，筒形导电钢圈基体的空腔中轴向固定设有导电柱6，导电柱6与金属垫2和导电钢圈基体1的顶面及筒壁电连接接触。导电柱采用焊接的方式与导电钢圈基体固定连接。本实用新型导电钢圈基体及导电钢圈的导电柱采用两个以上，且围绕筒形导电钢圈基体的轴心均勻分布，且导电柱的顶端高度与筒形导电钢圈基体筒壁的高度一致。如图2 所示，本实施例的导电柱为3个，并围绕筒形导电钢圈基体的轴心均勻分布，并且导电柱的顶端高度与筒形导电钢圈基体筒壁的高度一致。如图1所示，本实施例的筒形导电钢圈基体1为圆筒形状，金属垫2为与筒形导电钢圈基体1形状相吻合的圆片，筒形导电钢圈基体1也可为方筒形状，金属垫2为与导电钢圈1形状相吻合的方片。金属垫2的外径大于或等于筒形导电钢圈基体的外径；金属帽3 的底面积大于筒形导电钢圈基体1底面积。筒形导电钢圈基体1与金属垫2是各自独立的分离式结构；筒形导电钢圈基体1与金属帽3是各自独立的分离式结构或者为结合在一起的一体式结构，具体可采用铸、熔或焊等方式使导电钢圈与金属帽结合在一起，成为一体式结构。在筒形导电钢圈基体1的底部开设有环槽，金属帽3由底盘7及设置在底盘上的环台5构成，通过环台5和环槽将金属帽3与筒形导电钢圈基体1扣合在一起。另外，筒形导电钢圈基体的底部也可不设环槽，金属帽3通过环台直接扣合在筒形导电钢圈基体的底部；还可是筒形导电钢圈基体的底部不设环槽，且金属帽3上也不设环台，直接将金属帽平贴筒形导电钢圈基体1的底部。本实用新型的筒形导电钢圈基体1采用钢制的有底圆筒形状；金属垫2采用高熔点金属封闭薄圆片；在导电钢圈1中空腔内设置的保温添芯4是一种绝缘、保温、传压矿质添芯。金属帽3应具有良好的导电性及有延展性。本实用新型实施例的工作原理如下由于在导电钢圈筒形导电钢圈基体的底部设置了导电柱，通过该导电钢圈向合成反应室内部输送电流时，提高了单位面积的电流密度， 减小了合成功率，相当于节约了电能。另外，本实用新型的钢制导电钢圈不与反应室直接接触，在他们接触面中间加一个封闭的高熔点金属垫2，该金属垫材料与发热体材料不共熔， 保护导电钢圈，使其在高温时不易熔化，从而避免了高压泄漏事故的发生；并且使该导电钢圈具有良好的保温性能，提高了产品得率；另外导电钢圈的金属垫与顶锤表面具有良好的接触性能，延长了顶锤的使用寿命。本实用新型其他实施例中的金属垫与筒形导电钢圈基体除了本实施例提供的圆形或方形外，也可采用其他相适合的形状；导电柱也可采用铸、熔或螺纹连接的方式固定在导电钢圈基体上。另外，金属垫也可采用中空的环形薄圆片，只要保证金属垫与所设的各导电柱和导电钢圈基体的顶面筒壁电连接接触均符合要求；导电柱的顶端高度与筒形导电钢圈基体筒壁的高度也可以不一致，可以使导电柱的高度高于筒形导电钢圈基体筒壁的高度，在匹配时在金属垫上设置与对应导电柱相吻合的凹坑进行电连接，或者使导电柱的高度低于筒形导电钢圈基体筒壁的高度，相应在金属垫上设置与对应导电柱相吻合的凸起进行电连接。以上类似变换属于本领域技术人员的常用手段，落在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种导电钢圈基体，所述基体为一端封闭、另一端开口且内设空腔的筒形结构，其特征在于所述基体上于其空腔底部轴向固定设有至少一个导电柱，所述导电柱用于与基体和反应室之间设置的金属垫电连接接触。
2.根据权利要求1所述的导电钢圈基体，其特征在于所述导电柱的顶端高度与筒形导电钢圈基体筒壁的高度一致。
3.根据权利要求1或2所述的导电钢圈基体，其特征在于所述导电柱为两个以上，且围绕筒形导电钢圈基体的轴心均勻分布。
4.根据权利要求3所述的导电钢圈基体，其特征在于所述导电柱采用铸、熔或焊的方式与筒形导电钢圈基体固定结合在一起。
5.根据权利要求3所述的导电钢圈基体，其特征在于所述导电柱通过螺纹连接的方式与筒形导电钢圈基体固定连接。
6.一种超硬材料合成用复合导电钢圈，包括一端封闭、另一端开口且内设空腔的筒形的导电钢圈基体，导电钢圈基体中空腔内设有添芯，导电钢圈基体底部设有金属帽，顶部设有用于垫设于导电钢圈基体与反应室之间的金属垫，其特征在于所述导电钢圈基体上于其空腔底部轴向固定设有至少一个导电柱，所述导电柱与金属垫电连接接触。
7.根据权利要求6所述的超硬材料合成用复合导电钢圈，其特征在于所述导电柱的顶端高度与筒形导电钢圈基体筒壁的高度一致。
8.根据权利要求6或7所述的超硬材料合成用复合导电钢圈，其特征在于所述导电柱为两个以上，且围绕筒形导电钢圈基体的轴心均勻分布。
9.根据权利要求8所述的超硬材料合成用复合导电钢圈，其特征在于所述导电柱采用铸、熔或焊的方式与筒形导电钢圈基体固定结合在一起。
10.根据权利要求8所述的超硬材料合成用复合导电钢圈，其特征在于所述导电柱通过螺纹连接的方式与筒形导电钢圈基体固定连接。
专利摘要本实用新型涉及一种导电钢圈基体及其超硬材料合成用复合导电钢圈，导电钢圈包括一端封闭、另一端开口且内设空腔的筒形的导电钢圈基体，导电钢圈基体中空腔内设有添芯，导电钢圈基体底部设有金属帽，顶部设有用于垫设于导电钢圈基体与反应室之间的金属垫，导电钢圈基体上于其空腔底部轴向固定设有至少一个导电柱，导电柱与金属垫电连接接触。本实用新型的导电钢圈基体及超硬材料合成用复合导电钢圈由于在筒形导电钢圈基体的底部设置了导电柱，通过该导电钢圈向合成反应室内部输送电流时，提高了单位面积的电流密度，减小了合成功率，相当于节约了电能。
文档编号B01J3/06GK202199326SQ20112025074
公开日2012年4月25日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年7月15日
发明者李和鑫 申请人:河南富耐克超硬材料股份有限公司