六面顶压机用叶腊石组装块的制作方法
【专利摘要】六面顶压机用叶腊石组装块，包括叶腊石块、异形碳管和异形白云石管，叶腊石块整体呈正立方体形状，叶腊石块的相对两个面之间开设有上下通透的圆柱腔，异形碳管设在异形白云石管内，异形白云石管设在叶腊石块的圆柱腔内，异形碳管和异形白云石管的两端均设有一个金属导电片，金属导电片外表面设有白云石堵头，白云石堵头外表面和侧面设有与金属导电片接触的导电钢圈，金属导电片、白云石堵头和导电钢圈均设在叶腊石块的圆柱腔内，导电钢圈外侧面与叶腊石块的圆柱腔内壁接触。本实用新型异形碳管中放置的物料的上、下端与中间部位受热均匀、温差缩小，能有效改善超高压高温合成金刚石或立方氮化硼单晶及其烧结体的合成效果。
【专利说明】六面顶压机用叶腊石组装块
【技术领域】
[0001]本实用新型属于超硬材料制造【技术领域】，涉及一种用于合成超硬材料的六面顶压机用叶腊石组装块。
【背景技术】
[0002]叶腊石组装块是六面顶压机合成金刚石或立方氮化硼单晶或它们的烧结体不可缺少的原辅材料，它一般是由叶腊石块、导电钢圈、白云石堵头、金属导电片、碳管、白云石管组成。叶腊石块的形状为中心有一个孔的正立方体或带形成预制密封边的槽的正立方体。叶腊石块具有传压、绝缘、保温的功能，它可以把六面顶压机活塞的推力传递到放置在它中心孔内的物料上，形成5GPa以上的超高压并把这种压力保持和密封住。在叶腊石块中心孔的上、下分别放置着导电钢圈、防止散热的白云石堵头、金属导电片、通电发热用以加热物料的碳管、以及有绝缘、隔热效果的白云石管。
[0003]现有技术中的碳管与白云石管的形状为壁厚均匀的圆筒形直通管，当合成金刚石单晶或立方氮化硼或它们的烧结体时，外部电流通过导电钢圈、金属导电片把电流导入碳管，使碳管发热产生1500°C左右的高温。碳管的发热量在电流不变的情况下与碳管的电阻成正比，从理论上说这种壁厚均匀的碳管上、下端至中间各部位的发热量应该一致，对放置于碳管中用以合成金刚石或立方氮化硼单晶或它们烧结体的物料加热温度也应该是一致的，但实际并非如此，由于碳管及物料上、下端的金属导电片和钢圈向外散热量比中间部位大，结果使物料上、下端的温度明显低于物料中间部位的温度，严重影响金刚石或立方氮化硼单晶或它们的烧结体的合成效果，如影响它们的产量与质量，这是现有六面顶压机用叶腊石组装块存在的缺点。
[0004]基于现有六面顶压机叶腊石块存在的上述缺点，有必要对现有叶腊石组装块的结构进行适当的改进，尽可能使物料上、下端与中间部位的温差缩小，从而改善超高压高温合成金刚石或立方氮化硼单晶或它们的烧结体的合成效果。
实用新型内容
[0005]本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种六面顶压机用叶腊石组装块，使放置于碳管中的加热物料的上、下端被金属导电片及钢圈向外散发的热量能得到一定的补偿，从而缩小物料上、下端与中间部位的温差，改善超高压高温合成金刚石或立方氮化硼单晶或它们的烧结体的合成效果。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:六面顶压机用叶腊石组装块，包括叶腊石块、异形碳管和异形白云石管，叶腊石块整体呈正立方体形状，叶腊石块的相对两个面之间开设有上下通透的圆柱腔，异形碳管设在异形白云石管内，异形白云石管设在叶腊石块的圆柱腔内，异形碳管、异形白云石管和叶腊石块的圆柱腔的中心线重合，异形碳管外壁与异形白云石管内壁接触，异形白云石管外壁与叶腊石块的圆柱腔内壁接触，异形碳管和异形白云石管的两端均设有一个金属导电片，金属导电片外表面设有白云石堵头，白云石堵头外表面和侧面设有与金属导电片接触的导电钢圈，金属导电片、白云石堵头和导电钢圈均设在叶腊石块的圆柱腔内，导电钢圈外侧面与叶腊石块的圆柱腔内壁接触。
[0007]所述叶腊石块的六个面均开设有一个形成预制密封边的槽。
[0008]所述异形白云石管由结构相同且对称布置的两段构成，异形碳管外壁为中部厚、两端薄的阶梯结构，异形白云石管内壁与异形碳管外壁形状尺寸相同并相互配合。
[0009]所述异形白云石管由结构相同且对称布置的两段构成，异形碳管外壁为中部粗、两端细的结构，异形白云石管内壁与异形碳管外壁形状尺寸相同并相互配合。
[0010]所述异形白云石管由结构相同且对称布置的两段构成，异形碳管外壁为中部粗、两端细的腰鼓形结构，异形白云石管内壁与异形碳管外壁形状尺寸相同并相互配合。
[0011]采用上述技术方案，本实用新型是由叶腊石块、导电钢圈、白云石堵头、金属导电片、异形碳管和异形白云石管组成，其中叶腊石块整体呈正立方体或六个面均带形成预制密封边的槽的正立方体结构，导电钢圈、白云石堵头、金属导电片均设有两个，异形白云石管由结构相同且对称设置的两段构成。
[0012]白云石堵头的外径大于异形碳管的内径，这样不会将金属导电片压得向内凹陷。导电钢圈整体呈帽状，导电钢圈、金属导电片和异形碳管之间构成电连接的通路。
[0013]异形碳管的外壁形状为上、下对称的阶梯形、纺锥型或腰鼓形，异形碳管内壁为直通孔。这三种不同构造的异形碳管的共同特点是它们的上、下端壁厚最薄，朝中间逐渐变厚；与此相对应它们的电阻上、下端最大，朝中间逐渐变小。因此当电流通过异形碳管时，异形碳管的上、下端发热量最大、温度最高，朝中间发热量逐渐减小，温度逐渐降低，从而使放置于异形碳管中的物料的上、下端温度高于中间部位的温度。这正好可以补偿物料上、下端被金属导电片及导电钢圈向外散发热量导致的温度下降，可以使物料上、下端温度与中间部位的温差缩小，加热均匀。异形白云石管的外壁为圆柱形，与叶腊石块中间的圆柱孔相配合，异形白云石管内壁为与异形碳管形状尺寸相同的上、下对称的阶梯形、纺锥形或腰鼓形。异形白云石管分为上、下两段，这样方便拆装，异形白云石管内壁与异形碳管外壁相配合。形成预制密封边的槽的设置，可提高本实用新型的密封效果，为提高金刚石或立方氮化硼单晶及其烧结体的合成效果提供支撑。
[0014]本实用新型的优点在于采用了异形碳管及与此相配合的异形白云石管，异形碳管的上、下端壁厚最薄，并朝中间逐渐变厚。相对现有技术的壁厚一致的直通碳管而言，异形碳管中放置的物料的上、下端与中间部位受热均匀、温差缩小，能有效改善超高压高温合成金刚石或立方氮化硼单晶及其烧结体的合成效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型实施例一的结构示意图；
[0016]图2是本实用新型实施例二的结构示意图；
[0017]图3是本实用新型实施例三的结构示意图；
[0018]图4是本实用新型实施例四的结构示意图；
[0019]图5是本实用新型实施例五的结构示意图；
[0020]图6是本实用新型实施例六的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]实施例一:如图1所示，本实用新型的六面顶压机用叶腊石组装块，包括叶腊石块1、异形碳管5和异形白云石管6，叶腊石块I整体呈正立方体形状，叶腊石块I的相对两个面之间开设有上下通透的圆柱腔，异形碳管5设在异形白云石管6内，异形白云石管6设在叶腊石块I的圆柱腔内，异形碳管5、异形白云石管6和叶腊石块I的圆柱腔的中心线重合，异形碳管5外壁与异形白云石管6内壁接触，异形白云石管6外壁与叶腊石块I的圆柱腔内壁接触，异形碳管5和异形白云石管6的两端均设有一个金属导电片4，金属导电片4外表面设有白云石堵头3，白云石堵头3外表面和侧面设有与金属导电片4接触的导电钢圈2，金属导电片4、白云石堵头3和导电钢圈2均设在叶腊石块I的圆柱腔内，导电钢圈2外侧面与叶腊石块I的圆柱腔内壁接触。
[0022]白云石堵头3的外径大于异形碳管5的内径，导电钢圈2整体呈帽状，导电钢圈2、金属导电片4和异形碳管5之间构成电连接的通路。
[0023]异形白云石管6由结构相同且对称布置的两段构成，异形碳管5外壁为中部厚、两端薄的阶梯结构，异形白云石管6内壁与异形碳管5外壁形状尺寸相同并相互配合。
[0024]本实用新型是由叶腊石块1、导电钢圈2、白云石堵头3、金属导电片4、异形碳管5和异形白云石管6组成，其中叶腊石块I整体呈正立方体或六个面均带形成预制密封边的槽的正立方体结构，导电钢圈2、白云石堵头3、金属导电片4均设有两个，异形白云石管6由结构相同且对称设置的两段构成。
[0025]异形碳管5的外壁形状为上、下对称的阶梯形，异形碳管5内壁为直通孔。阶梯型、纺锥形、腰鼓形三种不同构造的异形碳管5的共同特点是它们的上、下端壁厚最薄，朝中间逐渐变厚；与此相对应它们的电阻上、下端最大，朝中间逐渐变小。因此当电流通过异形碳管5时，异形碳管5的上、下端发热量最大、温度最高，朝中间发热量逐渐减小，温度逐渐降低，从而使放置于异形碳管5中的物料的上、下端温度高于中间部位的温度。这正好可以补偿物料上、下端被金属导电片4及导电钢圈2向外散发热量导致的温度下降，可以使物料上、下端温度与中间部位的温差缩小，加热均匀。异形白云石管6的外壁为圆柱形，与叶腊石块I中间的圆柱孔相配合，异形白云石管6内壁为与异形碳管5形状尺寸相同的上、下对称的阶梯形。异形白云石管6分为上、下两段，这样方便拆装，异形白云石管6内壁与异形碳管5外壁相配合。
[0026]在异形碳管5的孔中放进石墨与镍铁粉末物料，而后把各构件组装好放入六面顶压机中，便可进行超高压高温合成金刚石单晶，由于异形碳管5上下端薄、中间厚，这样能使放置于异形碳管5中的物料受热更加均匀，合成效果更好。
[0027]实施例二，如图2所示，该实施例与实施例一的区别在于:叶腊石块I的六个面均开设有一个形成预制密封边的槽7。形成预制密封边的槽7的设置可提高本实用新型的密封效果，为提高金刚石或立方氮化硼单晶及其烧结体的合成效果提供支撑。
[0028]实施例三，如图3所示，该实施例与实施例一的区别在于:所述异形碳管5外壁为中部粗、上下两端细的纺锥形结构，异形白云石管6内壁与异形碳管5外壁形状尺寸相同并相互配合。
[0029]实施例四，如图4所示，该实施例与实施例一的区别在于:所述异形碳管5外壁为中部粗、上下两端细的腰鼓形结构，异形白云石管6内壁与异形碳管5外壁形状尺寸相同并相互配合。
[0030]实施例五，如图5所示，该实施例与实施例二的区别在于:所述异形碳管5外壁为中部粗、上下两端细的纺锥形结构，异形白云石管6内壁与异形碳管5外壁形状尺寸相同并相互配合。
[0031]实施例六，如图6所示，该实施例与实施例二的区别在于:所述异形碳管5外壁为中部粗、上下两端细的腰鼓形结构，异形白云石管6内壁与异形碳管5外壁形状尺寸相同并相互配合。
[0032]本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。
【权利要求】
1.六面顶压机用叶腊石组装块，其特征在于:包括叶腊石块、异形碳管和异形白云石管，叶腊石块整体呈正立方体形状，叶腊石块的相对两个面之间开设有上下通透的圆柱腔，异形碳管设在异形白云石管内，异形白云石管设在叶腊石块的圆柱腔内，异形碳管、异形白云石管和叶腊石块的圆柱腔的中心线重合，异形碳管外壁与异形白云石管内壁接触，异形白云石管外壁与叶腊石块的圆柱腔内壁接触，异形碳管和异形白云石管的两端均设有一个金属导电片，金属导电片外表面设有白云石堵头，白云石堵头外表面和侧面设有与金属导电片接触的导电钢圈，金属导电片、白云石堵头和导电钢圈均设在叶腊石块的圆柱腔内，导电钢圈外侧面与叶腊石块的圆柱腔内壁接触。
2.根据权利要求1所述的六面顶压机用叶腊石组装块，其特征在于:所述叶腊石块的六个面均开设有一个形成预制密封边的槽。
3.根据权利要求1或2所述的六面顶压机用叶腊石组装块，其特征在于:所述异形白云石管由结构相同且对称布置的两段构成，异形碳管外壁为中部厚、两端薄的阶梯结构，异形白云石管内壁与异形碳管外壁形状尺寸相同并相互配合。
4.根据权利要求1或2所述的六面顶压机用叶腊石组装块，其特征在于:所述异形白云石管由结构相同且对称布置的两段构成，异形碳管外壁为中部粗、两端细的结构，异形白云石管内壁与异形碳管外壁形状尺寸相同并相互配合。
5.根据权利要求1或2所述的六面顶压机用叶腊石组装块，其特征在于:所述异形白云石管由结构相同且对称布置的两段构成，异形碳管外壁为中部粗、两端细的腰鼓形结构，异形白云石管内壁与异形碳管外壁形状尺寸相同并相互配合。
【文档编号】B01J3/06GK204261639SQ201420635435
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】赵云良, 衡军, 赵爽之 申请人:郑州新亚复合超硬材料有限公司