CN108722317B - 一种宝石级金刚石环形合成结构及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宝石级金刚石环形合成结构及其制备方法和应用。合成结构包括叶腊石复合块、加热片、铜片、导电堵头和合成腔体组件；合成腔体组件由内向外依次设有圆柱形晶床、环形触媒、环形碳源、绝缘杯、加热管和传压管；所述圆柱形晶床、环形触媒和环形碳源依次置于绝缘杯内；合成腔体组件套入外部设有的叶腊石复合块，合成结构上、下两端依次为圆柱形晶床、绝缘杯、加热片、铜片和导电堵头，加热片与加热管相连接。将本发明合成结构应用于宝石级金刚石合成中，合成结构通过改变其温差传递方向及合成方式，在提高合成腔体内温度压力场均匀性的同时，也有效地增加了宝石级金刚石的生长数量，从而实现宝石级金刚石的优质高产合成。

Description

一种宝石级金刚石环形合成结构及其制备方法和应用

一、技术领域：

本发明涉及人工晶体合成及晶体改色技术领域，特别是涉及一种宝石级金刚石环形合成结构及其制备方法和应用。

二、背景技术：

宝石级金刚石以其独特的性能广泛应用于电子、航天、激光发射器和钻石饰品等领域，具有优异的光、电、热导等综合性能，因而具有广泛的应用前景。现有的宝石级金刚石主要来源于天然钻石矿，而天然钻石的形成需要上亿年，产量稀少，价格昂贵，长期开采则会造成天然钻石资源的枯竭，而且成本极高。因此，急需人工合成宝石级金刚石的研究与发展。

目前，人工合成宝石级金刚石主要是以温差法为主，其方法主要通过调节合成腔体内上下温差，使处于高温端的碳源通过触媒层向处于低温端的晶种表面输送碳原子，使其外延长大，同时通过在触媒介质中添加微量元素进行改色。目前，国内外温差法合成结构均以上下结构方式进行，晶床处于合成块的最底端，由于受外部加热结构的影响，其生长区内、外温度差异较大，导致内外金刚石合成粒度大小不均，且只能单层合成；该方法由于受结构和生长原理的限制，生长空间有限，单次合成产量较低。因此，难以实现宝石级金刚石的优质高效合成。

基于此，针对当前宝石级宝石级金刚石的稀缺局面，如何开发高产量、高品质的宝石级金刚石的合成方法，成为该领域目前亟待解决的技术问题。

三、发明内容：

本发明要解决的技术问题是：根据现有宝石级金刚石合成装置以及合成工艺存在的不足之处，本发明提供一种宝石级金刚石环形合成结构及其制备方法和应用。本发明宝石级金刚石环形合成结构是一种新型腔体合成结构，通过改变其温差传递方向及合成方式，在提高合成腔体内温度压力场均匀性的同时，也有效地增加了宝石级金刚石的生长数量，从而实现宝石级金刚石的优质高产合成。

为了解决上述问题，本发明采取的技术方案是：

本发明提供一种宝石级金刚石环形合成结构，包括叶腊石复合块、加热片、铜片、导电堵头和合成腔体组件，其中：所述合成腔体组件由内向外依次设置有圆柱形晶床、环形触媒、环形碳源、绝缘杯、加热管和传压管；所述圆柱形晶床、环形触媒和环形碳源依次置于绝缘杯内，绝缘杯与加热管平行；所述加热管高度与传压管高度相一致；所述合成腔体组件套入外部设有的叶腊石复合块，所述环形合成结构由中心向上、下两端依次为圆柱形晶床、绝缘杯、加热片、铜片和导电堵头，加热片与加热管相连接。

根据上述的宝石级金刚石环形合成结构，所述圆柱形晶床是由高纯氧化镁压制而成的圆柱状结构。

根据上述的宝石级金刚石环形合成结构，所述环形触媒是由合金棒车制而成，所述环形触媒的内径与圆柱形晶床的外径相一致，环形触媒的壁厚为5～10mm。

根据上述的宝石级金刚石环形合成结构，所述环形碳源是由高纯石墨粉压制而成的环状结构，所述环形碳源的内径与环形触媒的外径相一致，所述环形碳源的厚度为5～15mm。

另外，提供一种宝石级金刚石环形合成结构的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

a、圆柱形晶床的制备：以100目以细、纯度＞99％的分析纯氧化镁为原料，利用四柱液压机在20～30Mpa压力下将原料分析纯氧化镁压制成圆柱状晶床基体，所得圆柱状晶床基体的直径为15～30mm；将所得圆柱状晶床基体在800～1000℃条件下烘烤8～10h，冷却至室温得到圆柱形晶床基体；将所得圆柱状晶床基体进行打孔，然后在孔内植入1.0～1.5mm的金刚石，得到圆柱形晶床；

b、环形触媒的制备：所述环形触媒的原料组成为Fe 70～75％、Ni 25～30％、Co 0～5％、Al 0.2～0.5％、Ti 0～0.5％、Zr 0.5～1.5％、Si 0.3～0.5％和Cu 0.1～0.5％，各种原料质量百分含量之和为100％；按照所述环形触媒的原料组成配制各种合金成分，将各种合金成分置于中频炉中，在1500～1600℃条件下熔炼成合金液，熔炼时间为60～80min；将熔炼后的合金液浇铸成棒，所得合金棒的直径为50～100mm，将所得合金棒表面抛光后进行车孔，车孔后所得环形触媒的壁厚为5～10mm，将车制后的圆环形触媒经酒精超声清洗后，烘干备用；

c、环形碳源的制备：以300目以细高纯石墨粉为原料，将高纯石墨粉进行等静压成型、造粒，然后利用四柱液压机在80～100Mpa压力下将原料压制成圆环状，压制所得环形碳源的厚度为5～15mm；将所得圆环状碳源即环形碳源在真空4×10^-3Pa、900～1030℃条件下处理8～12h，处理后冷却至室温备用；

d、绝缘杯的制备：以100目以细、纯度＞95％的高纯氧化镁为原料，将高纯氧化镁和水玻璃按照8.5～9.5:1.5～0.5的重量比进行混合，混合时间为3～4h，将所得混合物晾晒、过筛后进行压制，利用油压机在40～50Mpa压力下压制成绝缘杯，杯体的壁厚为1.5～2.5mm，将所得绝缘杯在800～1000℃条件下烘烤8～10h，冷却至室温备用；

e、加热管的制备：以高纯石墨纸为原料，将高纯石墨纸进行缠绕后压制成型，压制成壁厚为0.8～1.2mm的管状加热管，将所得的管状加热管在200～300℃条件下烘烤6～8h，烘烤后备用；

f、加热片的制备：以高纯石墨纸为原料，将高纯石墨纸裁剪后，用冲压机冲压成厚度为1.0～1.5mm的石墨片，将所得到的石墨片在200～300℃条件下烘烤6～8h，即得到石墨加热片；

g、合成腔体组件：将步骤a制备的圆柱形晶床由内向外依次套入步骤b制备的环形触媒、步骤c制备的环形碳源、步骤d制备的绝缘杯、步骤e制备的加热管和传压管；绝缘杯对扣包设于圆柱形晶床、环形触媒和环形碳源外围及加热管之间，绝缘杯高度与加热管高度相一致，加热管包设于绝缘杯外围及传压管之间，加热管高度与传压管高度相一致；

h、合成块的组装：将步骤g组合所得的合成腔体组件装入叶腊石复合块的合成腔中，在合成腔体组件上下两端对称依次设有加热片、铜片和导电堵头，得到合成块即宝石级金刚石环形合成结构。

根据上述的宝石级金刚石环形合成结构的制备方法，步骤a中所述将所得圆柱状晶床基体进行打孔，打孔过程中晶床打孔布晶距离根据合成粒度大小进行调节，晶种植入孔内与晶床面平齐。

根据上述的宝石级金刚石环形合成结构的制备方法，步骤c中所述高纯石墨粉的灰分小于30PPm。

根据上述的宝石级金刚石环形合成结构的制备方法，步骤e和步骤f中所述高纯石墨纸的灰分均小于0.1％。

根据上述的宝石级金刚石环形合成结构的制备方法，所述传压管的制备方法为：以100目以细、纯度≥99％的氯化钠和100目以细的氧化锆为原料，二者按照6～9:4～1的质量比进行混合，混合时间为3～5h，将所得混合物在40～50Mpa压力下压制成管状；将所得管状物在250～350℃条件下烘烤10～15h，烘烤后冷却至室温，得到传压管，所得传压管的壁厚为1.5～5mm。

本发明提供一种宝石级金刚石环形合成结构在制备宝石级金刚石中的应用。

本发明的积极有益效果：

1、本发明宝石级金刚石环形合成结构，设计新颖、合理，通过采用环形合成结构，有效地解决了现有合成腔体生长面积小、单产低的难题；其单块合成产量是传统温差法同腔体的2～3倍，合成效率及合成效益提高1倍以上。

2、本发明宝石级金刚石环形合成结构，高温区温度稳定，碳原子可实现多维供给，可有效解决金刚石粒度内外差异较大和金刚石难以长大的难题，能够实现腔体内温度的长时间相对平衡，从而实现粒度的均匀优质生长。

3、采用本发明宝石级金刚石环形合成结构，合成稳定时间可达4～30天，最大合成粒度可达10ct，合成出的宝石级金刚石，晶型一致、颜色纯正、晶体无色透明，可完全替代天然钻石，具有较强的市场优势。且合成成本明显下降，对实现宝石级金刚石的商业化应用、实现钻石的绿色合成具有重要意义。

4、本发明宝石级金刚石环形合成结构，结构简单、运行平稳，避免了现有技术中结构复杂、外围和上下温差不一致导致的合成稳定性差和合成质量差的问题，可实现人工合成克拉级钻石的批量化生产。

5、本发明专利结构，较易形成温差，利于宝石级金刚石的快速生长，同时采用本发明结构合成功率消耗可下降20％以上，大大节约了电能的消耗，降低了生产成本。

四、附图说明：

图1本发明宝石级金刚石环形合成结构的剖面结构示意图；

图2本发明宝石级金刚石环形合成结构中合成腔体组件的剖面结构示意图；

图3本发明宝石级金刚石环形合成结构中合成腔体组件的俯视图。

图1-3中：1为圆柱形晶床，2为环形触媒，3为环形碳源，4为绝缘杯，5为加热管，6为传压管，7为叶腊石复合块，8为加热片，9为铜片，10为导电堵头。

五、具体实施方式：

以下结合实施例进一步阐述本发明，但并不限制本发明技术方案保护的范围。

实施例1：

参见附图1-3，本发明宝石级金刚石环形合成结构，包括叶腊石复合块7、加热片8、铜片9、导电堵头10和合成腔体组件，所述合成腔体组件由内向外依次设置有圆柱形晶床1、环形触媒2、环形碳源3、绝缘杯4、加热管5和传压管6；所述圆柱形晶床1、环形触媒2和环形碳源3依次置于绝缘杯4内，绝缘杯4与加热管5平行；所述加热管5高度与传压管6高度相一致；所述合成腔体组件套入外部设有的叶腊石复合块7，所述环形合成结构由中心向上、下两端依次为圆柱形晶床1、绝缘杯4、加热片8、铜片9和导10电堵头，加热片8与加热管5相连接。

所述圆柱形晶床1是由高纯氧化镁压制而成的圆柱状结构；所述环形触媒2是由合金棒车制而成，所述环形触媒2的内径与圆柱形晶床1的外径相一致，环形触媒2的壁厚为5～10mm；所述环形碳源3是由高纯石墨粉压制而成的环状结构，所述环形碳源3的内径与环形触媒2的外径相一致，所述环形碳源3的厚度为5～15mm。

进一步，所述环形触媒与环形碳源二者的厚度比例为1:1～1.5。

采用本发明宝石级金刚石环形合成结构，高温区温度稳定，碳原子可实现多维供给，有效地解决了合成腔体内外温差不均衡、金刚石粒度内外差异较大和金刚石难以长大的难题，能够实现腔体内温度的长时间平衡，从而实现粒度的均匀优质生长，合成稳定时间可达4～30天，最大合成粒度可达10ct，合成出的宝石级金刚石，晶型一致、颜色纯正、晶体无色透明，可完全替代天然钻石，具有较强的市场优势。

实施例2：

本发明实施例1所述宝石级金刚石环形合成结构的制备方法，该制备方法的详细步骤如下：

a、圆柱形晶床的制备：以100目以细、纯度＞99％的分析纯氧化镁为原料，利用四柱液压机在20Mpa压力下将原料分析纯氧化镁压制成圆柱状晶床基体，所得圆柱状晶床基体的直径为20mm；将所得圆柱状晶床基体在800℃条件下烘烤10h，冷却至室温得到圆柱形晶床基体；将所得圆柱状晶床基体进行打孔，然后在孔内植入1.0mm的金刚石，得到圆柱形晶床；

b、环形触媒的制备：所述环形触媒的原料组成为Fe 70％、Ni 25％、Co 3.0％、Al0.2％、Ti 0.3％、Zr 1.0％、Si 0.3％和Cu 0.2％，各种原料质量百分含量之和为100％；按照所述环形触媒的原料组成配制各种合金成分，将各种合金成分置于中频炉中，在1500℃条件下熔炼成合金液，熔炼时间为60min；将熔炼后的合金液浇铸成棒，所得合金棒的直径为80mm，将所得合金棒表面抛光后进行车孔，车孔后所得环形触媒的壁厚为5mm，将车制后的圆环形触媒经酒精超声清洗后，烘干备用；

c、环形碳源的制备：以300目以细高纯石墨粉为原料(高纯石墨粉的灰分小于30PPm)，将高纯石墨粉进行等静压成型、造粒，然后利用四柱液压机在100Mpa压力下将原料压制成圆环状，压制所得环形碳源的厚度为5mm；将所得圆环状碳源即环形碳源在真空4×10^-3Pa、950℃条件下处理8h，处理后冷却至室温备用；

d、绝缘杯的制备：以100目以细、纯度＞95％的高纯氧化镁为原料，将高纯氧化镁和水玻璃按照8.5:1.5的重量比进行混合，混合时间为4h，将所得混合物晾晒、过筛后进行压制，利用YC63T自动油压机在40Mpa压力下压制成绝缘杯，杯体的壁厚为1.5mm，将所得绝缘杯在800℃条件下烘烤10h，冷却至室温备用；

e、加热管的制备：以高纯石墨纸为原料(高纯石墨纸的灰分均小于0.1％)，将高纯石墨纸进行缠绕后压制成型，压制成壁厚为1.2mm的管状加热管，将所得的管状加热管在300℃条件下烘烤8h，烘烤后备用；

f、加热片的制备：以高纯石墨纸为原料(高纯石墨纸的灰分均小于0.1％)，将高纯石墨纸裁剪后，用冲压机冲压成厚度为1.0mm的石墨片，将所得到的石墨片在300℃条件下烘烤6h，即得到石墨加热片；

g、传压管的制备：以100目以细、纯度≥99％的氯化钠和100目以细的氧化锆为原料，二者按照9:1的质量比进行混合，混合时间为5h，将所得混合物在50Mpa压力下压制成管状；将所得管状物在250℃条件下烘烤15h，烘烤后冷却至室温，得到传压管，所得传压管的壁厚为2mm；

h、合成腔体组件：将以上步骤制备的圆柱形晶床(直径20mm、布晶数量60粒)由内向外依次套入制备的环形触媒(内壁直径20mm、厚度5mm)、环形碳源(内壁直径30mm、厚度5mm)、绝缘杯(壁厚1.5mm)、加热管和传压管；绝缘杯对扣包设于圆柱形晶床、环形触媒和环形碳源外围及加热管之间，绝缘杯高度与加热管高度相一致，加热管包设于绝缘杯外围及传压管之间，加热管高度与传压管高度相一致；

i、合成块的组装：将步骤h组合所得的合成腔体组件装入叶腊石复合块(70*

)的合成腔中，在合成腔体组件上下两端对称依次设有加热片、铜片和导电堵头，得到合成块即宝石级金刚石环形合成结构。

本发明实施例2制备的宝石级金刚石环形合成结构在制备宝石级金刚石中的应用：

将实施例2制备所得的合成块即宝石级金刚石环形合成结构在100℃条件下除湿8小时，然后放入金刚石六面顶合成压机中，压力2min升至95MPa、同时温度在20min内升至1300℃，然后在该条件下运行合成4天；合成完毕后，对压机进行卸压、在2小时以内压力卸为0MPa、温度降至室温；取出合成块，对合成柱进行酸碱提纯处理，得到单粒1.5～2ct的钻石。经检验，颜色可达D、E级，净度可达VS级别。

实施例3：

本发明实施例1所述宝石级金刚石环形合成结构的制备方法，该制备方法的详细步骤如下：

a、圆柱形晶床的制备：以100目以细、纯度＞99％的分析纯氧化镁为原料，利用四柱液压机在30Mpa压力下将原料分析纯氧化镁压制成圆柱状晶床基体，所得圆柱状晶床基体的直径为15mm；将所得圆柱状晶床基体在1000℃条件下烘烤8h，冷却至室温得到圆柱形晶床基体；将所得圆柱状晶床基体进行打孔，然后在孔内植入1.5mm的金刚石，得到圆柱形晶床；

b、环形触媒的制备：所述环形触媒的原料组成为Fe 70％、Ni27％、Co 1％、Al0.5％、Ti 0.2％、Zr 0.5％、Si 0.5％和Cu 0.3％，各种原料质量百分含量之和为100％；按照所述环形触媒的原料组成配制各种合金成分，将各种合金成分置于中频炉中，在1600℃条件下熔炼成合金液，熔炼时间为80min；将熔炼后的合金液浇铸成棒，所得合金棒的直径为80mm，将所得合金棒表面抛光后进行车孔，车孔后所得环形触媒的壁厚为8mm，将车制后的圆环形触媒经酒精超声清洗后，烘干备用；

c、环形碳源的制备：以300目以细高纯石墨粉为原料(高纯石墨粉的灰分小于30PPm)，将高纯石墨粉进行等静压成型、造粒，然后利用四柱液压机在80Mpa压力下将原料压制成圆环状，压制所得环形碳源的厚度为8mm；将所得圆环状碳源即环形碳源在真空4×10^-3Pa、900℃条件下处理12h，处理后冷却至室温备用；

d、绝缘杯的制备：以100目以细、纯度＞95％的高纯氧化镁为原料，将高纯氧化镁和水玻璃按照9.0:1.0的重量比进行混合，混合时间为4h，将所得混合物晾晒、过筛后进行压制，利用YC63T自动油压机在40Mpa压力下压制成绝缘杯，杯体的壁厚为2.0mm，将所得绝缘杯在1000℃条件下烘烤10h，冷却至室温备用；

e、加热管的制备：以高纯石墨纸为原料(高纯石墨纸的灰分均小于0.1％)，将高纯石墨纸进行缠绕后压制成型，压制成壁厚为1.2mm的管状加热管，将所得的管状加热管在300℃条件下烘烤8h，烘烤后备用；

f、加热片的制备：以高纯石墨纸为原料(高纯石墨纸的灰分均小于0.1％)，将高纯石墨纸裁剪后，用冲压机冲压成厚度为1.5mm的石墨片，将所得到的石墨片在300℃条件下烘烤8h，即得到石墨加热片；

g、传压管的制备：以100目以细、纯度≥99％的氯化钠和100目以细的氧化锆为原料，二者按照6:4的质量比进行混合，混合时间为5h，将所得混合物在50Mpa压力下压制成管状；将所得管状物在350℃条件下烘烤15h，烘烤后冷却至室温，得到传压管，所得传压管的壁厚为3mm；

h、合成腔体组件：将以上步骤制备的圆柱形晶床(直径15mm、布晶数量30粒)由内向外依次套入制备的环形触媒(内壁直径15mm、厚度8mm)、环形碳源(内壁直径31mm、厚度8mm)、绝缘杯(壁厚2.0mm)、加热管和传压管；绝缘杯对扣包设于圆柱形晶床、环形触媒和环形碳源外围及加热管之间，绝缘杯高度与加热管高度相一致，加热管包设于绝缘杯外围及传压管之间，加热管高度与传压管高度相一致；

i、合成块的组装：将步骤h组合所得的合成腔体组件装入叶腊石复合块(77*

)的合成腔中，在合成腔体组件上下两端对称依次设有加热片、铜片和导电堵头，得到合成块即宝石级金刚石环形合成结构。

本发明实施例3制备的宝石级金刚石环形合成结构在制备宝石级金刚石中的应用：

将实施例3制备所得的合成块即宝石级金刚石环形合成结构在130℃条件下除湿8小时，然后放入金刚石六面顶合成压机中，压力2min升至110MPa、同时温度在40min内升至1400℃，然后在该条件下运行合成16天；合成完毕后，对压机进行卸压、在2小时以内压力卸为0MPa、温度降至室温；取出合成块，对合成柱进行酸碱提纯处理，得到单粒6～10ct的钻石。经检验，颜色可达D、E级，净度可达VS级别。

Claims (5)

1.一种宝石级金刚石环形合成结构的制备方法，其特征在于，所述宝石级金刚石环形合成结构，包括叶腊石复合块、加热片、铜片、导电堵头和合成腔体组件，其中：所述合成腔体组件由内向外依次设置有圆柱形晶床、环形触媒、环形碳源、绝缘杯、加热管和传压管；所述圆柱形晶床、环形触媒和环形碳源依次置于绝缘杯内，绝缘杯与加热管平行；所述加热管高度与传压管高度相一致；所述合成腔体组件套入外部设有的叶腊石复合块，所述环形合成结构由中心向上、下两端依次为圆柱形晶床、绝缘杯、加热片、铜片和导电堵头，加热片与加热管相连接；

所述环形触媒是由合金棒车制而成，所述环形触媒的内径与圆柱形晶床的外径相一致，环形触媒的壁厚为5～10mm；所述环形碳源是由高纯石墨粉压制而成的环状结构，所述环形碳源的内径与环形触媒的外径相一致，所述环形碳源的厚度为5～15mm；

所述制备方法包括以下步骤：

a、圆柱形晶床的制备：以100目以细、纯度＞99%的分析纯氧化镁为原料，利用四柱液压机在20～30MPa压力下将原料分析纯氧化镁压制成圆柱状晶床基体，所得圆柱状晶床基体的直径为15～30mm；将所得圆柱状晶床基体在800～1000℃条件下烘烤8～10h，冷却至室温得到圆柱形晶床基体；将所得圆柱状晶床基体进行打孔，然后在孔内植入1.0～1.5mm的金刚石，得到圆柱形晶床；

b、环形触媒的制备：所述环形触媒的原料组成为Fe 70～75%、Ni 25～30%、Co 0～5%、Al 0.2～0.5%、Ti 0～0.5%、Zr 0.5～1.5%、Si 0.3～0.5%和 Cu 0.1～0.5%，各种原料质量百分含量之和为100%；按照所述环形触媒的原料组成配制各种合金成分，将各种合金成分置于中频炉中，在1500～1600℃条件下熔炼成合金液，熔炼时间为60～80min；将熔炼后的合金液浇铸成棒，所得合金棒的直径为50～100mm，将所得合金棒表面抛光后进行车孔，车孔后所得环形触媒的壁厚为5～10mm，将车制后的圆环形触媒经酒精超声清洗后，烘干备用；

c、环形碳源的制备：以300目以细高纯石墨粉为原料，将高纯石墨粉进行等静压成型、造粒，然后利用四柱液压机在80～100MPa压力下将原料压制成圆环状，压制所得环形碳源的厚度为5～15mm；将所得圆环状碳源即环形碳源在真空4×10^-3Pa、900～1030℃条件下处理8～12h，处理后冷却至室温备用；

d、绝缘杯的制备：以100 目以细、纯度＞95%的高纯氧化镁为原料，将高纯氧化镁和水玻璃按照8.5～9.5:1.5～0.5的重量比进行混合，混合时间为3～4h，将所得混合物晾晒、过筛后进行压制，利用油压机在40～50MPa 压力下压制成绝缘杯，杯体的壁厚为1.5～2.5mm，将所得绝缘杯在800～1000℃条件下烘烤8～10h，冷却至室温备用；

e、加热管的制备：以高纯石墨纸为原料，将高纯石墨纸进行缠绕后压制成型，压制成壁厚为0.8～1.2mm的管状加热管，将所得的管状加热管在200～300℃条件下烘烤6～8h，烘烤后备用；

f、传压管的制备：以100目以细、纯度≥99%的氯化钠和100 目以细的氧化锆为原料，二者按照6～9:4～1的质量比进行混合，混合时间为3～5h，将所得混合物在40～50MPa压力下压制成管状；将所得管状物在250～350℃条件下烘烤10～15h，烘烤后冷却至室温，得到传压管，所得传压管的壁厚为1.5～5mm；

g、加热片的制备：以高纯石墨纸为原料，将高纯石墨纸裁剪后，用冲压机冲压成厚度为1.0～1.5mm的石墨片，将所得到的石墨片在200～300℃条件下烘烤6～8h，即得到石墨加热片；

h、合成腔体组件：将步骤a制备的圆柱形晶床由内向外依次套入步骤 b 制备的环形触媒、步骤c制备的环形碳源、步骤d制备的绝缘杯、步骤e制备的加热管和步骤f制备的传压管；绝缘杯对扣包设于圆柱形晶床、环形触媒和环形碳源外围及加热管之间，绝缘杯高度与加热管高度相一致，加热管包设于绝缘杯外围及传压管之间，加热管高度与传压管高度相一致；

i、合成块的组装：将步骤h组合所得的合成腔体组件装入叶腊石复合块的合成腔中，在合成腔体组件上下两端对称依次设有加热片、铜片和导电堵头，得到合成块即宝石级金刚石环形合成结构。

2.根据权利要求1所述的宝石级金刚石环形合成结构的制备方法，其特征在于：步骤a中所述将所得圆柱状晶床基体进行打孔，打孔过程中晶床打孔布晶距离根据合成粒度大小进行调节，晶种植入孔内与晶床面平齐。

3.根据权利要求1所述的宝石级金刚石环形合成结构的制备方法，其特征在于：步骤c中所述高纯石墨粉的灰分小于30ppm。

4.根据权利要求1所述的宝石级金刚石环形合成结构的制备方法，其特征在于：步骤e和步骤g中所述高纯石墨纸的灰分均小于0.1%。

5.一种权利要求1制备方法得到的宝石级金刚石环形合成结构在制备宝石级金刚石中的应用。

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