大颗粒金刚石合成柱的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及金刚石合成技术领域，特别地，涉及一种大颗粒金刚石合成柱。
【背景技术】
[0002]经过多年发展，我国金刚石的生产技术大大提高，合成腔体也由直径25mm以下腔体提高到35mm以上腔体为主。因为在同样的组装加热方式下，合成腔体的扩大必然会导致合成腔体内温差和压力差急剧增大，使得优晶区所占比例变小而局部的劣晶区范围变大，造成金刚石生长不均，不利于金刚石的合成。事实上，很多企业在生产过程中仅仅是将设备、材料及工艺参数等进行简单的放大，虽然单次产量提高了，但产品质量并没有明显提高，甚至有的大颗粒金刚石质量还不如原来小颗粒的质量，生产价值并不高。
【实用新型内容】
[0003]为了解决上述大颗粒金刚石在生产过程中合成腔体内温度和压力梯度过大的技术问题，本实用新型提供一种优化腔体结构且能明显改善腔内温度及压力分布状况、提高金刚石合成质量的大颗粒金刚石合成柱。
[0004]本实用新型提供的一种大颗粒金刚石合成柱，包括导电钢圈、柱芯和柱壁，所述导电钢圈分设于所述柱芯的两端，所述柱壁外包于所述导电钢圈和所述柱芯；
[0005]所述柱芯包括低阻圈、保温片、触媒片和石墨片，所述低阻圈为一两端封闭的中空圆管套，且其材质为低电阻材料，所述保温片分设于所述低阻圈两端的内壁，所述触媒片和所述石墨片相互交叉叠放于所述低阻圈的空腔内，且其两端与所述保温片连接；
[0006]所述柱壁包括白云石衬管和叶腊石块，所述白云石衬管外包于所述低阻圈，所述叶腊石块外包于所述白云石衬管和所述导电钢圈。
[0007]在本实用新型提供的大颗粒金刚石合成柱的一种较佳实施例中，所述大颗粒金刚石合成柱还包括堵头，所述堵头与所述柱芯的两端连接，且填充于所述导电钢圈的空隙处。
[0008]在本实用新型提供的大颗粒金刚石合成柱的一种较佳实施例中，所述保温片为圆环形，其数量为二且分设于所述低阻圈两端的内壁，所述保温片的两面分别与所述低阻圈的内壁和所述触媒片连接。
[0009]在本实用新型提供的大颗粒金刚石合成柱的一种较佳实施例中，所述保温片的外圆直径与所述低阻圈的内腔直径等长。
[0010]在本实用新型提供的大颗粒金刚石合成柱的一种较佳实施例中，所述导电钢圈的截面呈形，其接触面较小的一端分别与所述柱芯的两端连接。
[0011]在本实用新型提供的大颗粒金刚石合成柱的一种较佳实施例中，所述白云石衬管及所述叶腊石块均为两端开口的中空圆管套。
[0012]在本实用新型提供的大颗粒金刚石合成柱的一种较佳实施例中，所述白云石衬管内嵌于所述叶腊石块的内表面，且所述白云石衬管的长度与所述低阻圈的长度一致。
[0013]相较于现有技术，本实用新型提供的大颗粒金刚石合成柱具有以下优点:
[0014]—、所述大颗粒金刚石合成柱通过设置所述低阻圈和所述保温片，将合成棒与外界间局部绝缘并形成保温隔热层，使合成腔内具有更好的热平衡，减小了温度梯度，改善了金刚石的合成环境，有利于控制晶型、提高优晶比例并整体提高合成金刚石的强度。
[0015]二、所述大颗粒金刚石合成柱改善了所述触媒片的成分，使合成的金刚石晶型更为完整，抗热冲击强度高，具有良好的加工及机械性能。
[0016]三、所述大颗粒金刚石合成柱采用非恒功率加热的匹配工艺，因其更符合金刚石的生长机理，减小了合成腔内的压力梯度，有效限制了金刚石因出现压力下降或温度过高的情况而发生逆转化现象。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图，其中:
[0018]图1是本实用新型提供的大颗粒金刚石合成柱一种实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0020]请参阅图1，为本实用新型提供的大颗粒金刚石合成柱一种实施例的结构示意图。所述大颗粒金刚石合成柱1包括堵头11、导电钢圈12、柱芯13和柱壁14。所述堵头11和所述导电钢圈12均分设于所述柱芯13的两端，所述柱壁14外包于所述导电钢圈12和所述柱芯13。
[0021]所述堵头11与所述柱芯13的两端连接，且填充于所述导电钢圈11的空隙处。
[0022]所述导电钢圈12的截面呈31形，其接触面较小的一端分别与所述柱芯13的两端连接。
[0023]所述柱芯13包括低阻圈131、保温片132、触媒片133和石墨片134。所述触媒片133和所述石墨片134相互交叉叠放于所述低阻圈131内部，所述保温片132与所述低阻圈131的内壁连接。
[0024]所述低阻圈131为一两端封闭的中空圆管套，其材质为低电阻材料，可将内部的合成棒包裹并与外界间局部绝缘，形成保温隔热层，使合成腔内具有更好的热平衡，减小了温度梯度，改善了金刚石的合成环境，有利于控制晶型、提高优晶比例并整体提高合成金刚石的强度。
[0025]所述保温片132为圆环形，其数量为二且分设于所述低阻圈131两端的内壁，所述保温片132的外圆直径与所述低阻圈131的内腔直径等长，所述保温片132的两面分别与所述低阻圈131的内壁和所述触媒片133连接。
[0026]所述触媒片133为圆片状，其直径与所述保温片132的外圆直径等长，所述触媒片133作为触媒能使合成的金刚石晶型更为完整，抗热冲击强度高，具有良好的加工及机械性會泛。
[0027]所述石墨片134为圆片状，其直径与所述触媒片133的直径等长，主要成分为纳米级的石墨粉和微量的金刚石粉末。
[0028]所述柱壁包括白云石衬管141和叶腊石块142，所述白云石衬管141内嵌于所述叶腊石块142的内表面。
[0029]所述白云石衬管141为两端开口的中空圆管套，其外包于所述低阻圈131且长度与所述低阻圈131的长度一致。
[0030]所述叶腊石块142为两端开口的中空圆管套，其外包于所述白云石衬管141和所述导电钢圈组成的整体。
[0031]因为随着生产的进行，金刚石的晶体逐渐长大，叶腊石也出现了相变收缩，这些情况均会引起合成腔内的压力下降并在腔内存在局部高温区，导致金刚石逆转化。所以所述大颗粒金刚石合成柱1采用了了非恒功率加热匹配工艺，其在中后期合成压力递增而合成功率递减，整个加热曲线的变化更符合金刚石的生长机理，能减小合成腔内的压力梯度，有效限制了金刚石因出现压力下的逆转化现象。
[0032]本实用新型提供的大颗粒金刚石合成柱1具有以下优点:
[0033]一、所述大颗粒金刚石合成柱1通过设置所述低阻圈131和所述保温片132，将合成棒与外界间局部绝缘并形成保温隔热层，使合成腔内具有更好的热平衡，减小了温度梯度，改善了金刚石的合成环境，有利于控制晶型、提高优晶比例并整体提高合成金刚石的强度。
[0034]二、所述大颗粒金刚石合成柱1改善了所述触媒片133的成分，使合成的金刚石晶型更为完整，抗热冲击强度高，具有良好的加工及机械性能。
[0035]三、所述大颗粒金刚石合成柱1采用非恒功率加热的匹配工艺，因其更符合金刚石的生长机理，减小了合成腔内的压力梯度，有效限制了金刚石因出现压力下降或温度过高的情况而发生逆转化现象。
[0036]以上所述仅为本实用新型的一种实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种大颗粒金刚石合成柱，包括导电钢圈、柱芯和柱壁，所述导电钢圈分设于所述柱芯的两端，所述柱壁外包于所述导电钢圈和所述柱芯，其特征在于， 所述柱芯包括低阻圈、保温片、触媒片和石墨片，所述低阻圈为一两端封闭的中空圆管套，且其材质为低电阻材料，所述保温片分设于所述低阻圈两端的内壁，所述触媒片和所述石墨片相互交叉叠放于所述低阻圈的空腔内，且其两端与所述保温片连接； 所述柱壁包括白云石衬管和叶腊石块，所述白云石衬管外包于所述低阻圈，所述叶腊石块外包于所述白云石衬管和所述导电钢圈。2.根据权利要求1所述的大颗粒金刚石合成柱，其特征在于，所述大颗粒金刚石合成柱还包括堵头，所述堵头与所述柱芯的两端连接，且填充于所述导电钢圈的空隙处。3.根据权利要求1所述的大颗粒金刚石合成柱，其特征在于，所述保温片为圆环形，其数量为二且分设于所述低阻圈两端的内壁，所述保温片的两面分别与所述低阻圈的内壁和所述触媒片连接。4.根据权利要求3所述的大颗粒金刚石合成柱，其特征在于，所述保温片的外圆直径与所述低阻圈的内腔直径等长。5.根据权利要求1所述的大颗粒金刚石合成柱，其特征在于，所述导电钢圈的截面呈 形，其接触面较小的一端分别与所述柱芯的两端连接。6.根据权利要求1所述的大颗粒金刚石合成柱，其特征在于，所述白云石衬管及所述叶腊石块均为两端开口的中空圆管套。7.根据权利要求6所述的大颗粒金刚石合成柱，其特征在于，所述白云石衬管内嵌于所述叶腊石块的内表面，且所述白云石衬管的长度与所述低阻圈的长度一致。
【专利摘要】本实用新型提供一种大颗粒金刚石合成柱。所述大颗粒金刚石合成柱包括导电钢圈、柱芯和柱壁，所述导电钢圈分设于所述柱芯的两端，所述柱壁外包于所述导电钢圈和所述柱芯；所述柱芯包括低阻圈、保温片、触媒片和石墨片，所述低阻圈为低电阻材料制得的一两端封闭的中空圆管套，所述保温片设于所述低阻圈两端的内壁，所述触媒片和所述石墨片相互交叉叠放于所述低阻圈空腔内，其两端与所述保温片连接；所述柱壁包括白云石衬管和叶腊石块，所述白云石衬管外包于所述低阻圈，所述叶腊石块外包于所述白云石衬管和所述导电钢圈。本实用新型提供的大颗粒金刚石合成柱能改善合成腔内温度及压力的分布状况，提供有利生长环境，提高大颗粒金刚石的合成质量。
【IPC分类】B01J3/06, C01B31/06
【公开号】CN205020051
【申请号】CN201520586132
【发明人】陈立舫
【申请人】博海新材料（长沙）有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年8月6日