CN103446947B - 特种金刚石合成用复合导电金属圈 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种特种金刚石合成用复合导电金属圈，包括U型环状外圈，所述的U型环状外圈内部设置有内芯，所述的U型环状外圈与内芯之间填充叶腊石或白云石，所述的U型环状外圈和内芯采用金属。该复合导电金属圈导电均匀，电流可以平均分布到合成柱芯，径向温度场更加平衡。
Description
技术领域
本发明涉及金刚石合成技术领域，尤其涉及一种专门用于合成特种金刚石用的复合导电金属圈。
背景技术
目前,在超硬材料合成领域，以生产金刚石为例，导电钢圈（由于目前金刚石行业导电金属材质多为钢材，所以通称导电钢圈）在合成块两端的中间位置，其与合成顶锤面接触，电流通过导电钢圈传导入合成腔体内部，钢圈起到导电和有效保护顶锤不被烧裂的作用。现在使用的导电钢圈多为普通U型环状导电钢圈，一般有两种，早期U型导电钢圈相对合成腔体比较大，一般腔体多大，导电钢圈就有多大，如图2所示。随着间接加热的推广，为了调整腔体温度分布，小U型环状导电钢圈被大量采用，因为U型钢圈变小，能有效阻止腔体内热量从加热两段尽快流失，减少腔体温度梯度。尽管在磨料级金刚石生产过程中，这种钢圈会发挥很好的作用，但对某些特种金刚石合成来说，比如温度梯度法生长金刚石单晶，需要较大的轴向温度梯度来加速金刚石单晶得生长，其作用不是很明显，反而起到相反的作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种特种金刚石合成用复合导电金属圈，能够导电均匀、能明显增加轴向腔体温度梯度，适合特种金刚石的合成。
本发明采用下述技术方案：一种特种金刚石合成用复合导电金属圈，包括U型环状外圈，所述的U型环状外圈内部设置有内芯，所述的U型环状外圈与内芯之间填充叶腊石或白云石；所述的U型环状外圈和内芯均采用金属。
所述的内芯为U型环状内圈，所述的U型环状内圈与U型环状外圈同轴设置。
所述的内芯为实心柱，所述的实心柱与U型环状外圈同轴设置。
所述的金属采用钢或铜。
所述的U型环状内圈的直径为a，所述的U型环状外圈的直径为b，。
所述的实心柱的直径为的直径为c，所述的U型环状外圈的直径为b，。
所述的U型环状外圈和U型环状内圈的厚度均为1～3mm。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：该复合导电金属圈导电均匀，电流可以平均分布到合成柱芯，径向温度场更加平衡；会导致轴向温度梯度增加，不适合磨料级金刚石生长，只适合温度梯度法生长的特种金刚石，比如大颗粒金刚石等。
附图说明
图1为合成腔体组装结构示意图。
图2为现有技术的结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为本发明的一种结构示意图；
图5为图4的俯视图；
图6为本发明的另一种结构示意图；
图7为图6的俯视图。
具体实施方式
实施例一：如图4、图5所示，本发明一种特种金刚石合成用复合导电金属，包括U型环状外圈1，所述的U型环状外圈1内部设置有内芯，所述的内芯为U型环状内圈2，所述的U型环状内圈2与U型环状外圈1同轴设置；所述的U型环状外圈1与U型环状内圈2之间填充叶腊石或白云石3。所述的U型环状外圈1和U型环状内圈2的厚度均为1～3mm。
实施例二：如图6、图7所示，与实施例一不同的是所述的内芯为实心柱4，所述的实心柱4与U型环状外圈1之间填充叶腊石或白云石3。
其中上述的U型环状外圈1、U型环状内圈2和实心柱4均采用金属，例如钢或铜或铜等，其中可以是：U型环状外圈1和内芯同时采用铜或钢；也可以是：U型环状外圈1采用钢，U型环状内圈2和实心柱4采用铜。所述的U型环状内圈2的直径为a，所述的实心柱的直径为的直径为c，所述的U型环状外圈1的直径为b，；。
为了在更大腔体内得到高品质的金刚石，通常是要求腔体径向和轴向温度梯度尽可能的小。对某些特种金刚石来说，除了径向温度梯度小，轴向温度梯度需要适当大一些。因此本发明是为特种金刚石合成专门设计的一种复合导电金属圈，如图1所示，使用时，在叶腊石块的合成腔体两端分别装设本发明的导电金属圈5，导电金属圈5与叶腊石块6围合而成合成柱芯空腔,7为白云石。该发明所用导电金属圈5会使得导电更加均匀，电流可以平均分布到合成柱芯8，径向温度场更加平衡。如图1所示，电流可通过导电金属圈5中心和四周传导入合成腔体内部，能够改善腔体内部的温度分布，降低径向温度梯度。而由于本发明在的U型环状外圈1内部设置有内芯，内芯相当于一个金属散热源（铜散热效果更好），腔体内部散热明显会增加，轴向温度梯度会有显著增加，有利于温度梯度法生长特种金刚石。
本发明的目的就是针对某些特种金刚石，提供一种导电均匀、能明显增加轴向腔体温度梯度的的金刚石合成用导电金属圈。本发明会导致轴向温度梯度增加，不适合磨料级金刚石生长，只适合特种金刚石生长。
Claims (6)
1.一种特种金刚石合成用复合导电金属圈，包括U型环状外圈，其特征在于：所述的U型环状外圈内部设置有内芯，所述的U型环状外圈与内芯之间填充叶腊石或白云石；所述的U型环状外圈和内芯均采用金属；所述的内芯为U型环状内圈，所述的U型环状内圈与U型环状外圈同轴设置。
2.一种特种金刚石合成用复合导电金属圈，包括U型环状外圈，其特征在于：所述的U型环状外圈内部设置有内芯，所述的U型环状外圈与内芯之间填充叶腊石或白云石；所述的U型环状外圈和内芯均采用金属；所述的内芯为实心柱，所述的实心柱与U型环状外圈同轴设置。
3.根据权利要求1或2所述的特种金刚石合成用复合导电金属圈，其特征在于：所述的金属采用钢或铜。
4.根据权利要求1所述的特种金刚石合成用复合导电金属圈，其特征在于：所述的U型环状内圈的直径为a，所述的U型环状外圈的直径为b，。
5.根据权利要求2所述的特种金刚石合成用复合导电金属圈，其特征在于：所述的实心柱的直径为c，所述的U型环状外圈的直径为b，。
6.根据权利要求1或4所述的特种金刚石合成用复合导电金属圈，其特征在于：所述的U型环状外圈和U型环状内圈的厚度均为1～3mm。
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