一种人造金刚石合成块的制作方法

本实用新型涉及超硬材料合成技术领域，具体涉及一种人造金刚石合成块。

背景技术：

金刚石具有优异的物理、化学性质，其中具有完整晶型和高纯净度的金刚石具有极高的强度和高热稳定性，适用于高冲击力、大载荷的锯切工具中。人造金刚石是由高纯度石墨材料和金属合金触媒所组成的合成棒，通过高温高压进行制备而成。高品质的人造金刚石的制备过程中需要高度稳定的压力和温度，任何波动都会对金刚石晶体的生长造成影响。目前国内的人造金刚石的合成腔体内温度场和压力场不均匀，稳定性差，特别是大腔体合成中，腔体中心的真实压力较腔体边缘部分偏低，造成实际生产中的合成腔体的中心部分的人造金刚石质量较差，合成高端金刚石锯切料的效率低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服以上现有技术的不足，提供一种人造金刚石合成块。所述人造金刚石合成块包括加热层、绝缘层、钢杯层、合成棒、铁镍合金棒、导电堵头、叶蜡石层和白云石层，所述合成棒从外到内依次被加热层、绝缘层和钢杯层包裹，加热层上下端面设有导电堵头，所述加热层、绝缘层、钢杯层、合成棒、铁镍合金棒和导电堵头组成的整体为圆柱形，圆柱形侧壁从外到内设有叶蜡石层和白云石层，所述铁镍合金棒设于所述合成棒中心，所述人造金刚石合成块为正方体。本实用新型的人造金刚石合成块结构简单，使用方便，合成腔体压力场和温度场均匀，稳定性好，合成时间长，能够高效率地合成大颗粒的具有完整晶型且纯净度高的人造金刚石。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种人造金刚石合成块，包括加热层、绝缘层、钢杯层、合成棒、铁镍合金棒、导电堵头、叶蜡石层和白云石层，所述合成棒从外到内依次被加热层、绝缘层和钢杯层包裹，加热层上下端面设有导电堵头，所述加热层、绝缘层、钢杯层、合成棒、铁镍合金棒和导电堵头组成的整体为圆柱形，圆柱形侧壁从外到内设有叶蜡石层和白云石层，所述铁镍合金棒设于所述合成棒中心，所述人造金刚石合成块为正方体。

优选地，所述叶蜡石层内壁中部设有凹槽，所述凹槽内设有白云石层。

优选地，所述导电堵头包括博士帽式导电钢圈，所述博士帽式导电钢圈与加热层形成的空间填充白云石块；所述博士帽式导电钢圈、加热层、叶蜡石层和白云石层形成的空间分为上下两部分，远加热层的部分填充叶蜡石环，近加热层的部分填充白云石环。

优选地，所述加热层为钼杯加热体。

优选地，所述绝缘层为氧化镁层。

优选地，所述叶蜡石层为分体式结构，由上下两个扣合的叶蜡石层构成。

优选地，所述白云石层为分体式结构，由上下两个扣合的白云石层构成。

本实用新型的人造金刚石合成块通过在合成棒中加入铁镍合金棒，解决了大腔体中心部分压力不足的问题，合成腔内部形成稳定均匀的压力场，使得合成腔体内的合成棒尽可能多的处于人造金刚石生长的优晶区，有利于人造金刚石向大颗粒、完整晶型的方向生长，该人造金刚石合成块结构简单，使用方便，合成腔体压力场和温度场均匀，稳定性好，合成时间长，能够高效率地合成大颗粒的具有完整晶型且纯净度高的人造金刚石。

附图说明

图1是本实用新型的人造金刚石合成块的结构示意图。

图2是本实用新型的人造金刚石合成块的结构示意图。

附图标记：

1-加热层；

2-绝缘层；

3-钢杯层；

4-合成棒；

5-铁镍合金棒；

6-导电堵头；61-博士帽式导电钢圈；62-博士帽式导电钢圈与加热层形成的空间；63- 远加热层的部分；64-近加热层的部分；

7-叶蜡石层；

8-白云石层。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

一种人造金刚石合成块，如图1和图2所示，包括加热层1、绝缘层2、钢杯层3、合成棒4、铁镍合金棒5、导电堵头6、叶蜡石层7和白云石层8，所述合成棒4从外到内依次被加热层1、绝缘层2和钢杯层3包裹，加热层1上下端面设有导电堵头6，所述加热层 1、绝缘层2、钢杯层3、合成棒4、铁镍合金棒5和导电堵头6组成的整体为圆柱形，圆柱形侧壁从外到内设有叶蜡石层7和白云石层8，所述铁镍合金棒5设于所述合成棒4中心，所述人造金刚石合成块为正方体。在合成棒的中心放置铁镍合金棒，由于在受热过程中铁镍合金棒的热膨胀作用，对其周围的合成棒造成挤压的效果，提高了大腔体内部中心部分的压力，使得合成腔体的整体压力场均匀。叶蜡石层和白云石层起传压密封以及保温绝热的作用。绝缘层起绝缘、保温的作用，使合成棒全部绝缘，热量全部由外部加热层供给，形成完整的间接加热状态，发热体始终稳定发热，温度由外部均匀的向内扩散，形成稳定的温度场。钢杯层具有阻隔外部杂质进入合成棒。

在一个优选的实施例中，如图1所示，所述叶蜡石层7内壁中部设有凹槽，所述凹槽内设有白云石层8，叶蜡石层7将白云石层8全部包裹在内，提高传压的稳定性。

在一个优选的实施例中，所述导电堵头包括博士帽式导电钢圈61，所述博士帽式导电钢圈61与加热层1形成的空间62填充白云石块；所述博士帽式导电钢圈61、加热层1、叶蜡石层7和白云石层8形成的空间分为上下两部分，远加热层的部分63填充叶蜡石环，近加热层的部分64填充白云石环。

在一个优选的实施例中，所述加热层1为钼杯加热体。

在一个优选的实施例中，所述绝缘层2为氧化镁层。

在一个优选的实施例中，所述叶蜡石层7为分体式结构，由上下两个扣合的叶蜡石层构成，设计为分体复合结构，组装简便。

在一个优选的实施例中，所述白云石层8为分体式结构，由上下两个扣合的白云石层构成，设计为分体复合结构，组装简便。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。