一种金刚石合成块的制作方法

本实用新型涉及超硬材料合成块技术领域，具体涉及一种金刚石合成块。

背景技术：

在金刚石合成中，温度决定晶型，温度由低到高，金刚石晶型由四面体向八面体金刚石转化，控制合适的温度及其均匀性是确保所需晶型合成的必要条件。

金刚石单晶作为当今的超硬精细磨料，广泛应用于机械、电子、航天、光学仪器、石油、军工等领域和部门，尤其是特种八面体金刚石在ic芯片、光通信器件、激光发射器、特种光学玻璃、半导体基片和航空发动机等高精度的表面抛光磨削加工领域具有极大的应用需求，具有广阔的发展空间和应用前景。目前常规金刚石合成一般为六八面体，合成温度约1200-1250度，而八面体金刚石因其具有合成温度高，晶型一致性要求高（80%以上）的特点，所需合成温度较常规金刚石高100-200度左右；因此，对合成块组装结构提出了更高要求。目前国内普遍使用的组装结构，叶腊石复合块内部设置加热管及合成组件，两端设置发热片及导电堵头，由于在高温高压合成时，叶腊石材料的相变和两端堵头的散热，造成合成柱四周和两端热量差异较大，因此，导致晶型一致性较差。

技术实现要素：

为解决现有技术中的问题，本实用新型提供一种金刚石合成块，其特征在于，包括用于将金刚石胚料烧结挤压的外形为筒状的合成腔、除氮金属层、隔离保护层、绝缘层、加热层、保温层和传压层，所述隔离保护层包括第一保护层和第二保护层，所述第一保护层轴向套接于所述合成腔外围，所述第二保护层设于所述合成腔上下两端并将所述第一保护层封装，所述隔离保护层和所述合成腔之间设有除氮金属层，所述除氮金属层将所述合成腔包裹于内，所述绝缘层包裹于所述隔离保护层外部，所述传压层包括盐管和氧化锆外壳，所述氧化锆外壳通过所述盐管将所述绝缘层包裹于内，所述加热层包括加热管和加热片，所述加热管包裹于所述绝缘层外围，所述加热片封装于所述加热管两端，所述加热片厚度大于所述加热管厚度。

进一步地：所述加热层材质优选为石墨，所述加热片厚度为3毫米，所述加热管厚度为2毫米。

进一步地：所述加热层还设有导电堵头，所述导电堵头与所述加热片连接，所述加热片与所述加热管连接。

进一步地：所述隔离保护层材质为nacl。

进一步地：所述保温层材质为白云石，所述保温层包裹于所述加热层外部，所述保温层厚度为2毫米。

进一步地：所述除氮金属层材质为金属锆。

进一步地：所述绝缘层材质为氧化镁。

进一步地：所述盐管的厚度为3mm，所述盐管的高度与保温层、加热层的高度均相等。

本实用新型的有益效果在于：在合成柱的两端和外围增加了保温层，可大幅度地减少热量散失，合成腔两端的加热片厚度大于外围的加热片的厚度，导致加热片的电阻更大产生的热量更多，减小了加工过程中因外壳材料相变和两端堵头散热导致的合成腔外围和两端的温度差，提高产品质量。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

附图标记说明：合成腔1、除氮金属层2、第一保护层31、第二保护层32、绝缘层4、加热管51、加热片52、保温层6、盐管7、氧化锆外壳8、导电堵头9。

具体实施方式

下面将结合附图，为本实用新型作进一步解释，本实用新型提供一种金刚石合成块，其特征在于，包括用于将金刚石胚料烧结挤压的外形为筒状的合成腔1、除氮金属层2、隔离保护层、绝缘层4、加热层、保温层6和传压层，所述隔离保护层包括第一保护层31和第二保护层32，所述第一保护层31轴向套接于所述合成腔1外围，所述第二保护层32设于所述合成腔1上下两端并将所述第一保护层31封装，所述隔离保护层和所述合成腔1之间设有除氮金属层2，所述除氮金属层2将所述合成腔1包裹于内，所述绝缘层4包裹于所述隔离保护层外部，所述传压层包括盐管7和氧化锆外壳8，所述氧化锆外壳8为能耐2000度高温的绝缘材料，受到5.5gp的压力不会开裂，同时在这个工况下，持续48-72小时不会变形、裂开且材料的物理性能不会产生变化；所述氧化锆外壳8通过所述盐管7将所述绝缘层4包裹于内，所述加热层包括加热管51和加热片52，所述加热管51包裹于所述绝缘层4外围，所述加热片52封装于所述加热管51两端，所述加热片52厚度大于所述加热管51厚度，所述加热层材质优选为石墨；所述加热片52厚度为3毫米，所述加热管51厚度为2毫米，导致加热片52的电阻更大产生的热量更多，减小了加工过程中因外壳材料相变和两端导电堵头9散热导致的合成腔1外围和两端的温度差；所述加热层还设有导电堵头9，所述导电堵头9与所述加热片52连接，所述加热片52与所述加热管51连接；所述隔离保护层材质为nacl，nacl高温膨胀和流动性，保证了聚晶金刚石坯料所处的温度压力场的均匀稳定，此外nacl洁净度极高，不会与坯料反应，更不会污染坯料；所述保温层6材质为白云石，所述保温层6包裹于所述加热层外部，所述保温层6厚度为2毫米；所述除氮金属层2材质为金属锆；所述绝缘层4材质为氧化镁；所述盐管7的厚度为3mm，所述盐管7的高度与保温层6、加热层的高度均相等。

上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种金刚石合成块，其特征在于，包括用于将金刚石胚料烧结挤压的外形为筒状的合成腔、除氮金属层、隔离保护层、绝缘层、加热层、保温层和传压层，所述隔离保护层包括第一保护层和第二保护层，所述第一保护层轴向套接于所述合成腔外围，所述第二保护层设于所述合成腔上下两端并将所述第一保护层封装，所述隔离保护层和所述合成腔之间设有除氮金属层，所述除氮金属层将所述合成腔包裹于内，所述绝缘层包裹于所述隔离保护层外部，所述传压层包括盐管和氧化锆外壳，所述氧化锆外壳通过所述盐管将所述绝缘层包裹于内，所述加热层包括加热管和加热片，所述加热管包裹于所述绝缘层外围，所述加热片封装于所述加热管两端，所述加热片厚度大于所述加热管厚度。

2.根据权利要求1所述的一种金刚石合成块，其特征在于：所述加热层材质为石墨，所述加热片厚度为3毫米，所述加热管厚度为2毫米。

3.根据权利要求1所述的一种金刚石合成块，其特征在于：所述加热层还设有导电堵头，所述导电堵头与所述加热片连接，所述加热片与所述加热管连接。

4.根据权利要求1所述的一种金刚石合成块，其特征在于：所述隔离保护层材质为nacl。

5.根据权利要求1所述的一种金刚石合成块，其特征在于：所述保温层材质为白云石，所述保温层包裹于所述加热层外部，所述保温层厚度为2毫米。

6.根据权利要求1所述的一种金刚石合成块，其特征在于：所述除氮金属层材质为金属锆。

7.根据权利要求1所述的一种金刚石合成块，其特征在于：所述绝缘层材质为氧化镁。

8.根据权利要求1所述的一种金刚石合成块，其特征在于：所述盐管的厚度为3mm，所述盐管的高度与保温层、加热层的高度均相等。

技术总结
一种金刚石合成块，其特征在于，包括用于将金刚石胚料烧结挤压的外形为筒状的合成腔、除氮金属层、隔离保护层、绝缘层、加热层、保温层和传压层，所述隔离保护层和所述合成腔之间设有除氮金属层，所述除氮金属层将所述合成腔包裹于内，所述绝缘层包裹于所述隔离保护层外部，所述传压层包括盐管和氧化锆外壳，所述氧化锆外壳通过所述盐管将所述绝缘层包裹于内，所述加热层包括加热管和加热片，所述加热管包裹于所述绝缘层外围，所述加热片封装于所述加热管两端，所述加热片厚度大于所述加热管厚度，合成柱两端和外围增加了保温层，可大幅度地减少热量散失，合成腔两端的加热片厚度大于外围的加热片的厚度，导致加热片的电阻更大产生的热量更多。

技术研发人员：卞政卫;谢蔑诺夫·谢尔盖
受保护的技术使用者：苏州煜辉钻石科技有限公司
技术研发日：2019.08.07
技术公布日：2020.11.10