一种铰链式两面顶压机装置的制作方法

本发明涉及一种铰链式两面顶压机装置，是一种材料压处理的装置，可用于高温超高压相关领域的研究及超硬材料的合成制备。

背景技术：

压力和温度是两个重要的热力学要素，是决定物质存在状态和改变结构物性的主要因素。高温高压技术为研究物质的极端状态提供了条件，是进行高压下材料合成及物性研究的基础。

高压技术通常有两种：静高压技术和动高压技术（爆轰法）。静高压技术主要分为两种:金刚石对顶砧(小压机)技术和大腔体压机技术。金刚石对顶砧装置可产生高于600GPa的压力，并可与同步辐射光源等实验手段相结合，对物质在极高压力条件下的结构和物性行为进行原位观测，但金刚石对顶砧装置的样品腔直径一般只有几到几百微米。大腔体静高压装置分为一级压腔装置和多级压腔装置。一级压腔装置主要包括两面顶压机(凹曲面压机、年轮式压机和柱塞式压机等)和多面顶压机(四面顶压机和六面顶压机等)，所能产生的最高压力一般不超过12GPa。多级压腔装置是以一级压腔装置为构架,通过内置多级增压单元的方法来提高腔体压力。

常用的二级增压装置为基于两面顶压机的二级大腔体静高压装置，通过滑块装置将两面顶压机转化为六面顶压机，但存在转化效率低，装置结构复杂等缺点。另外，两面顶增压装置需要很笨重的保护钢环模具，操作时需来回移动，小吨位压机手动移动，大吨位的压机还需要轨道车，费时费力。

技术实现要素：

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种利用铰链式两面顶压机实现高温超高压技术的装置，且该装置能够集成二级增压装置。该铰链式两面顶压机装置的特点是对中性好、结构紧凑、操作方便、节约空间，能够实现较高的温度、压力条件，且均匀可持续。

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

本发明的铰链式两面顶压机装置包括上、下铰链梁，以共轴线方式设置在上、下铰链梁中心位置处的上、下挤压液压缸，以及分别通过铰接件与上、下铰链梁相结合的至少两根立柱，分别与上、下挤压液压缸的活塞相连接的带有电加热装置的上、下顶锤，所述上、下顶锤的电加热装置通过铜排线与变压器连接。

本发明在所述上、下铰链梁之间以左右对称方式竖直设置有两根立柱。

本发明的装置也可以采用下述结构来实现，即在所述上、下铰链梁之间竖直设置有三根立柱，所述三根立柱以均布的方式设置。

本发明的装置能够集成二级增压装置。

本发明的装置可双向驱动加压也可单向驱动加压。即上下油缸同时工作，实现相对加压功能；也可根据需要一个油缸工作，另一个油缸静止，实现单向驱动加压功能。

进一步说，本发明所述的铰链式两面顶压机装置，是在充分研究两面顶二级压机和铰链式六面顶压机的基础上发展而来。本发明的装置可双向驱动加压也可单向驱动加压。在工作时，上下两个液压缸同时驱动活塞相向移动，通过上、下顶锤（采用硬质合金材料制备的顶锤）挤压传压介质形成密封腔体而产生高压，进而挤压传压介质，形成密封腔体而产生高压。加压过程由空进、超压等步骤组成。

本发明实现高温的加热系统原理为：变压器连接上、下顶锤引出的铜排线，加热时通过上下顶锤导通到二级增压装置内部的腔体两端，并与腔体内部的发热体组成闭合回路，电流经发热体产生热量，对样品进行加热。保护钢环外设置有水道，可外接水管冷却，能满足长时间、持续加热需求。

本发明的有益效果如下：

1、本发明相比现有两面静高压装置，不需要来回移动增压装置保护钢环，操作方便，节约空间。

2、本发明是通过上下两个顶锤同时加压，再通过滑块转化成六面顶压机，相比传统的两面顶压机只通过上缸施压转换而言，具有转换效率高，且压力均匀等特点。

3、本发明可以集成二级增压装置，能够实现高温超高压条件。

4、本发明对中性好，结构紧凑，操作方便，节约空间，易于维护，有利用提高设备运行的稳定性和使用寿命。

5、本发明可利用先用的铰链式六面顶压机进行快速改装,实现高温超温高压条件。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中序号：1、挤压液压缸；2、销轴；3、活塞；4、立柱；5、二级增压装置；6、挤压保护钢环；7、铰链梁；8、底座；9、上顶锤，10、下顶锤。

图2是图1中铰链梁的俯视图（两柱式结构）。

图3是图1中铰链梁的俯视图（三柱式结构）。

具体实施方式

本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述：

如图1所示，本发明的铰链式两面顶压机装置包括上、下铰链梁7，以共轴线方式设置在上、下铰链梁7中心位置处的上、下挤压液压缸1，以及分别通过铰接件与上、下铰链梁相结合的至少两根立柱4，分别与上、下挤压液压缸1的活塞3相连接的带有电加热装置的上、下顶锤9、10，所述上、下顶锤的电加热装置通过铜排线与变压器连接。

如图2所示，本发明在所述上、下铰链梁7之间以左右对称方式竖直设置有两根立柱4。

本发明的装置也可以采用图3所示的结构来实现，即在所述上、下铰链梁7之间竖直设置有三根立柱，所述三根立柱以均布的方式设置。

本发明的装置可双向驱动加压也可单向驱动加压。即上下油缸同时工作，实现相对加压功能；也可根据需要一个油缸工作，另一个油缸静止，实现单向驱动加压功能。

工作时，通过上下两个液压缸或者单个液压缸驱动，活塞上装有硬质合金顶锤，上下挤压保护钢环6内的二级增压装置5，压力先是传递到六个滑块儿顶锤上（上三个，下三个对称放置），再由六个滑块传递到内部的八个截角立方块上，挤压位于截角周围的密封边，使八面体形成密闭腔体产生超高压，垫块仅起支撑作用。