一种用于合成金刚石的加热装置及金刚石生产系统的制作方法

本实用新型涉及金刚石合成技术领域，具体而言，涉及一种用于合成金刚石的加热装置及金刚石生产系统。

背景技术：

众所周知，金刚石不仅可以加工成价值连城的珠宝，在工业中也大有可为，它硬度高、耐磨性好，可广泛用于切削、磨削、钻探；由于导热率高、电绝缘性好，可作为半导体装置的散热板；它有优良的透光性和耐腐蚀性，在电子工业中也得到广泛应用。但，金刚石的稀有昂贵也是目前市场所反映出的情况，紧靠自然采矿获得的金刚石远远达不到现在的需求量，如何增大金刚石的产率，如何人工高效合成金刚石一直都是人们努力研究的方向，现有的用于合成金刚石的加热装置稳定性一般导致金刚石产率一般。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种用于合成金刚石的加热装置，旨在改善现有的合成金刚石的加热装置性能不够稳定的问题。

本实用新型还提供了一种金刚石生产系统，其旨在改善现有的金刚石生产系统金刚石产率不高的问题。

本实用新型是这样实现的：

一种用于合成金刚石的加热装置，包括合成柱、金属触媒层、石墨层、发热层、陶瓷层、叶腊石层、两个导电隔热片、两个电刚帽，金属触媒层、石墨层和发热层依次套设于合成柱的外壁，两个导电隔热片分别为第一导电隔热片和第二导电隔热片，第一导电隔热片和第二导电隔热片分别设置于发热层的上方和下方且与发热层相接触，陶瓷层套设于发热层的侧壁，叶腊石层套设于陶瓷层之外，两个电刚帽分别为第一电刚帽和第二电刚帽，第一电刚帽设置于第一导电隔热片之上且两者相接触，第二电刚帽设置于第二导电隔热片之下且两者相接触；

每个电刚帽的外壁还套设有第一叶腊石环，第一叶腊石环的外壁与叶腊石层的内壁相接触，每个电刚帽均具有内腔，内腔内设置有凸台形导电柱，凸台形导电柱的大头与对应的导电隔热片接触，凸台形导电柱远离大头的一端与电刚帽的内壁抵接；内腔内，围绕凸台形导电柱还设置有第二叶腊石环。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，每个电刚帽的外壁还套设有第一白云石环，第一白云石环与第一叶腊石环相互接触，第一白云石环靠近与电刚帽对应的导电隔热片，第一叶腊石环远离导电隔热片。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，第一白云石环和第一叶腊石环均由两个半环体拼接而成。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，第一白云石环由两个白云石半环构成，每个白云石半环的一端设置有凸起，另一端设置有缺口，一个白云石半环的凸起与另一个白云石半环的缺口相互配合。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，内腔内，围绕凸台形导电柱还设置有第二白云石环，第二白云石环的一侧面与对应的导电隔热片相接触，第二白云石环的另一侧面与对应的第二叶腊石环相接触。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，叶腊石层与陶瓷层之间还设置有白云石层。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，叶腊石层与陶瓷层之间设置有压力探测器。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，叶腊石层与陶瓷层之间设置有温度探测器。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，叶腊石层由两个叶腊石筒拼接而成。

一种金刚石生产系统，包括上述的用于合成金刚石的加热装置。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过上述设计得到的用于合成金刚石的加热装置，使用时，本实用新型所提供的用于合成金刚石的加热装置由于叶腊石层、陶瓷层的设置使得其保温隔热效果好，装置内的热量不易散失，而电刚帽内凸台形导电柱的设计能够增大其与导电隔热片的接触面积，加快电流的传递速度，且分散了电流的传递路径，有利于保证电流传递的均匀性，保证为金刚石的合成提供稳定的压力及温度环境，故本装置的稳定性好。本实用新型提供的金刚石生产系统，由于包括本实用新型提供的用于合成金刚石的加热装置，故其稳定性好，产率高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施方式提供的用于合成金刚石的加热装置的剖视图；

图2是图1中电刚帽的结构示意图；

图3是图1中Ⅲ区域的放大图；

图4是图3中凸台形导电柱的结构示意图；

图5是图3中第一白云石环的结构示意图；

图6是图5中白云石半环的结构示意图。

图标：10-用于合成金刚石的加热装置；110-合成柱；120-金属触媒层；130-石墨层；140-发热层；151-第一导电隔热片；152-第二导电隔热片；160-陶瓷层；170-叶腊石层；171-叶腊石筒；181-第一电刚帽；182-第二电刚帽；183-内腔；184-凸台形导电柱；185-第一环形翼展；186-第二环形翼展；189-大头；191-第一叶腊石环；195-第二叶腊石环；211-第一白云石环；212-白云石半环；213-凸起；214-缺口；215-第二白云石环；220-白云石层；230-压力探测器；240-温度探测器。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参照附图1所示，本实用新型实施方式提供的用于合成金刚石的加热装置10包括合成柱110、金属触媒层120、石墨层130、发热层140、陶瓷层160、叶腊石层170、两个导电隔热片(图未标)以及两个电刚帽(图未标)。

具体地，金属触媒层120、石墨层130和发热层140依次套设于合成柱110的外壁，两个导电隔热片分别为第一导电隔热片151和第二导电隔热片152，第一导电隔热片151和第二导电隔热片152分别设置于发热层140的上方和下方，且与发热层140相接触，陶瓷层160套设于发热层140的侧壁，叶腊石层170套设于陶瓷层160之外，两个电刚帽分别为第一电刚帽181和第二电刚帽182，第一电刚帽181设置于第一导电隔热片151之上且两者相接触，第二电刚帽182设置于第二导电隔热片152之下且两者相接触。设置导电隔热片的作用是既能将电刚帽传递的电流传递至发热层140又能将发热层140产生的热量与电刚帽隔绝，尽可能减少发热层140的热量散失；陶瓷层160设置于发热层140的内壁同样是起到绝热、防止发热层140的热量散失的作用，叶腊石层170设置于最外层同样起保温隔热的作用。

请参照附图1并结合参见附图2-4，每个电刚帽的外壁还套设有第一叶腊石环191，第一叶腊石环191的外壁与叶腊石层170的内壁相接触，每个电刚帽均具有内腔183，内腔183内设置有凸台形导电柱184，凸台形导电柱184的大头189与对应的导电隔热片接触，凸台形导电柱184远离大头189的一端与电刚帽的内壁抵接。凸台形导电柱184设置于内腔183内时，其小头与电刚帽的顶壁或底壁抵接，其大头189和与其对应的导电隔热片接触。设置凸台形导电柱184的目的是增大与导电隔热片的接触面积，加快电流的传递速度，且分散了电流的传递路径，有利于保证电流传递的均匀性，保证为金刚石的合成提供稳定的压力及温度环境，设置第一叶腊石环191的目的是为了保温隔热。

进一步地，电刚帽的外壁靠近对应的导电隔热片的一端设置有第一环形翼展185，第一环形翼展185与对应的导电隔热片相互贴合，第一环形翼展185的边缘与对应的导电隔热片的边缘齐平。设置第一环形翼展185的目的也是为了增大电刚帽与导电隔热片的接触面积，为金刚石的合成提供稳定的压力及温度环境。

进一步地，电刚帽的外壁远离对应的导电隔热片的一端设置有第二环形翼展186。设置第二环形翼展186的目的是为了增大电刚帽与外界电流的传递面积，进一步保证为金刚石的合成提供稳定的压力及温度环境。

参照附图3所示，在内腔183内，围绕凸台形导电柱184设置有第二叶腊石环195。第二叶腊石环195填充于内腔183内，进一步起到了保温隔热的作用。

进一步地，在内腔183内，围绕凸台形导电柱184还设置有第二白云石环215，第二白云石环215的一侧面与对应的导电隔热片相接触，第二白云石环215的另一侧面与对应的第二叶腊石环195相接触。第二白云石环215与第二叶腊石环195同时填充于内腔183内，保温隔热性能更好。

请参照附图1所示，进一步地，每个电刚帽的外壁还套设有第一白云石环211，第一白云石环211与第一叶腊石环191相互接触，第一白云石环211靠近与电刚帽对应的导电隔热片，第一叶腊石环191远离与电刚帽对应的导电隔热片。第一白云石环211与第一叶腊石环191同时套设于电刚帽的外壁保温隔热效果更好。

请参照附图5和6所示，进一步地，第一白云石环211和第一叶腊石环191均由两个半环体拼接而成。半环体的设置便于安装拆卸。进一步地，第一白云石环211由两个白云石半环212构成，每个白云石半环212的一端设置有凸起213，另一端设置有缺口214，一个白云石半环212的缺口214与另一个白云石半环212的凸起213相互配合，即一个白云石半环212的凸起213正好填补于另一个白云石半环212的缺口214处。该设计使得两个半环之间的连接缝不再是直接垂直于发热层140，其能够有效防止用于合成金刚石的加热装置10的热量散失。需要说明的是，第一叶腊石环191与第一白云石环211的结构相同。

请再次参见附图1所示，进一步地，叶腊石层170与陶瓷层160之间还设置有白云石层220，设置白云石层220的目的同样是为了保温、防止热量散失。

进一步地，叶腊石层170由两个叶腊石筒171拼接而成，该设计便于叶腊石层170的安装与拆卸。进一步地，两个叶腊石筒171的连接处设置有环形齿状凸起，一个叶腊石筒171的环形齿状凸起与另一个叶腊石筒171的环形齿状凸起相互嵌合。该设计使得两个叶腊石筒171的连接缝不再是直接垂直于发热层140，且延长了热量从连接缝散失的路径，能够缓解热量散失。

进一步地，叶腊石层170与陶瓷层160之间设置有压力探测器230。压力探测器230用于测定叶腊石层170与陶瓷层160之间位置处的压力，进而推测出合成柱110内的压力，根据压力探测器230反映出的压力情况调节合成柱110内的压力以便合成柱110内的压力为金刚石的最佳生长压力。

进一步地，叶腊石层170与陶瓷层160之间设置有温度探测器240。温度探测器240用于测定叶腊石层170与陶瓷层160之间位置处的温度，进而推测出合成柱110内的温度，根据温度探测器240反映出的温度情况调节合成柱110内的温度以便合成柱110内的温度为金刚石的最佳生长温度。

综上所述，本实用新型所提供的用于合成金刚石的加热装置由于叶腊石层、陶瓷层的设置使得其保温隔热效果好，装置内的热量不易散失，而电刚帽第一环形翼展和电刚帽内凸台形导电柱的设计均能够增大与导电隔热片的接触面积，加快电流的传递速度，且分散了电流的传递路径，有利于保证电流传递的均匀性，保证为金刚石的合成提供稳定的压力及温度环境，故本装置的稳定性好；电刚帽第二环形翼展的设计增大电刚帽与外界电流的传递面积，进一步保证为金刚石的合成提供稳定的压力及温度环境；第一叶腊石环与第一白云石环配合设置于电刚帽的外壁以及在电刚帽内腔填充第二叶腊石环和第二白云石环使得本用于合成金刚石的加热装置的保温隔热性更好；而第一白云石环的结构设计不仅便于安装且还能减少热量散失；压力探测器的设置用于监控装置内压力情况便于及时调整合成柱内压力，以确保金刚石的合成随时处于最佳压力条件下，提高了装置的稳定性；温度探测器的设置用于监控装置内温度情况便于及时调整合成柱内温度，以确保金刚石的合成随时处于最佳温度条件下，提高了装置的稳定性。

本实用新型还提供了一种金刚石生产系统，其包括本实用新型所提供的用于合成金刚石的加热装置，由于用于合成金刚石的加热装置稳定性好，故本金刚石生产系统产率高。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。