CN111992139A

CN111992139A - 一种双碳源合成人造金刚石制备装置

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Publication number: CN111992139A
Application number: CN202010787322.0A
Authority: CN
Inventors: 邓炎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-08-07
Filing date: 2020-08-07
Publication date: 2020-11-27

Abstract

本发明属于金刚石领域，尤其是一种双碳源合成人造金刚石制备装置，针对现有的将MgO晶床、MgO管子和上面的MgO盖子进行合闭时，没有相应的限位装置，导致其密封性能不高，并且在加工完成后，不方便将金刚石取出的问题，现提出如下方案，其包括底座，所述底座的顶部滑动连接有U型板，且底座的顶部一侧固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴与U型板传动连接，底座的顶部一侧固定安装有传压介质立方体，本发明通过启动驱动电机进行正反向转动，即可方便将MgO管、MgO晶床和MgO盖一同移出或移入传压介质立方体内，使得在制备金刚石时，能够方便上下料，并且可避免高温给操作人员造成伤害，所以具有良好的使用性和安全性。

Description

一种双碳源合成人造金刚石制备装置

技术领域

本发明涉及金刚石生产技术领域，尤其涉及一种双碳源合成人造金刚石制备装置。

背景技术

在采用两面顶、六面顶、无压机分球式超高压装置(BARS)等高温-高压设备合成宝石级人造金刚石单晶时，均采用所谓的温度-梯度法，公告号：CN207478528U公开了一种双碳源合成人造金刚石制备装置，所述制备装置包括传压介质立方体、石墨加热管和合成腔室，所述合成腔室的MgO晶床上具有间隔设置的容置晶种凹槽，所述MgO晶床上还设有若干盲孔。本实用新型通过采用石墨-金刚石微粉双碳源，可在高温-高压温度梯度法生长多颗人造金刚石单晶时，显著提高最初48小时内金刚石单晶生长速度，使单晶平均生长速度达到10mg/hr；单晶净度可达到VVS级。

上述技术方案在将MgO晶床、MgO管子和上面的MgO盖子进行合闭时，没有相应的限位装置，导致其密封性能不高，并且在加工完成后，不方便将金刚石取出，所以我们提出一种双碳源合成人造金刚石制备装置，用于解决上述所提出的问题。

发明内容

基于背景技术存在的技术方案在将MgO晶床、MgO管子和上面的MgO盖子进行合闭时，没有相应的限位装置，导致其密封性能不高，并且在加工完成后，不方便将金刚石取出的技术问题，本发明提出了一种双碳源合成人造金刚石制备装置。

本发明提出的一种双碳源合成人造金刚石制备装置，包括底座，所述底座的顶部滑动连接有U型板，且底座的顶部一侧固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴与U型板传动连接，底座的顶部一侧固定安装有传压介质立方体，且传压介质立方体内固定安装有石墨加热管，所述石墨加热管内紧密贴合有MgO管，所述MgO管上分别滑动连接有MgO晶床和MgO盖，所述MgO盖和MgO晶床均与MgO管活动密封贴合，所述MgO盖的顶部固定安装有安装杆，且安装杆的顶端延伸至传压介质立方体的上方并固定安装有支撑杆，所述U型板的顶部对称滑动连接有两个移动板，且移动板上固定安装有呈倾斜设置的斜杆，所述支撑杆的底部两侧均固定安装有移动杆，且两个移动杆分别位于传压介质立方体的两侧并分别与传压介质立方体的两侧滑动连接，两个移动杆分别与两个斜杆传动连接，所述传压介质立方体内固定安装有位于MgO管下方的石墨承托环，且MgO晶床的底部与石墨承托环的顶部相接触。

优选的，所述U型板的顶部一侧固定安装有螺纹板，且螺纹板上螺纹连接有螺杆，所述螺杆的一端与驱动电机的输出轴固定连接，所述螺杆的另一端与传压介质立方体的一侧底部转动连接，可方便带动U型板进行横向移动。

优选的，所述U型板的顶部一侧对称固定安装有两个滑杆，且两个滑杆分别贯穿两个移动板并分别与两个移动板滑动连接，所述滑杆上套设有位于移动板上方的压缩弹簧，且压缩弹簧的顶端和底端分别与滑杆的顶端和移动板的顶部固定连接，可实现对移动板进行滑动限位。

优选的，所述移动板的顶部一侧固定安装有固定板，且斜杆的顶端与固定板的一侧顶部固定连接，所述斜杆上滑动连接有弧型滑板，且两个移动杆分别与两个弧型滑板的顶部固定连接，所述移动板的一侧固定安装有固定杆，且固定杆的底端固定安装有导向环，所述底座的顶部对称固定安装有两个呈倾斜设置的导向杆，且导向杆贯穿导向环并与导向环的内壁滑动连接，可方便带动移动杆进行纵向移动。

优选的，所述底座的顶部一侧对称开设有两个滑槽，且U型板的底部一侧对称转动连接有两个滚轮，两个滚轮的底部分别延伸至两个滑槽内并分别与两个滑槽的底部内壁滚动连接，可减少U型板进行横向移动的阻力。

优选的，所述传压介质立方体的两侧顶部均固定安装有限位管，且两个移动杆分别贯穿两个限位管，所述限位管的内壁上对称转动连接有四个滑轮，且四个滑轮对称设置在移动杆的两侧并均与移动杆滚动接触，可对移动杆进行纵向滑动限位。

优选的，所述MgO盖底部和MgO晶床的顶部均固定安装有石墨密封环，且MgO管的顶部和底部均开设有环形槽，两个石墨密封环相比靠近的一侧分别延伸至两个环形槽内并分别与两个环形槽的内壁密封贴合，可实现密封贴合，形成密闭的腔室。

优选的，所述MgO管的两侧内壁上均固定安装有限位箱，且限位箱内对称滑动连接有两个齿条，两个齿条相互远离的一端分别延伸至限位箱的上方和下方并分别与MgO盖和MgO晶床固定连接，所述限位箱的内壁上转动连接有支撑轴，且支撑轴上固定套设有齿轮，所述齿轮分别与两个齿条相啮合，所述支撑轴上对称套设有两个扭力弹簧，且扭力弹簧的两端分别与限位箱的内壁和齿轮固定连接，可使得MgO盖和MgO晶床进行传动连接，能够实现相互靠近或相互远离。

本发明的有益效果是：

本技术方案通过启动驱动电机，带动螺杆进行转动，此时可在螺纹板的配合下，带动U型板向传压介质立方体的一侧进行移动，可将移动杆的高度进行抬升，在两个移动杆向上进行移动时，可带动支撑杆向上进行移动，此时MgO盖向上进行移动，实现与MgO管进行分离，此时在位于MgO盖上方的两个齿条的作用下，可带动齿轮进行转动，以此可使得MgO管随之向上进行移动，此时可使得MgO管与MgO晶床进行分离，直至位于同一个限位箱的两个齿条均不能发生移动，之后在移动杆向上进行移动时，可将MgO管、MgO晶床和MgO盖一同移出传压介质立方体；

本技术方案在需要进行加工金刚石时，可将所需的原料放置在MgO晶床上，之后可启动驱动电机进行反向转动，此时可带动U型板向驱动电机进行移动，即可将MgO管、MgO晶床和MgO盖一同移入传压介质立方体内，直至MgO晶床与石墨承托环的顶部相接触，之后在支撑杆继续向下进行移动时，可使得位于MgO晶床和MgO盖上的石墨密封环分别进入两个环形槽内，直至MgO盖和MgO晶床均与MgO管密封贴合，即可形成密闭的空间，并且MgO管会与石墨加热管的内壁紧密接触。

本发明通过启动驱动电机进行正反向转动，即可方便将MgO管、MgO晶床和MgO盖一同移出或移入传压介质立方体内，使得在制备金刚石时，能够方便上下料，并且可避免高温给操作人员造成伤害，所以具有良好的使用性和安全性。

附图说明

图1为本发明提出的一种双碳源合成人造金刚石制备装置的结构主剖视图；

图2为本发明提出的一种双碳源合成人造金刚石制备装置的结构主视图；

图3为本发明提出的一种双碳源合成人造金刚石制备装置的限位箱内部结构主视图；

图4为本发明提出的一种双碳源合成人造金刚石制备装置的齿轮与两个扭力弹簧连接结构侧视图；

图5为本发明提出的一种双碳源合成人造金刚石制备装置的弧型滑板和斜杆连接结构侧视图；

图6为本发明提出的一种双碳源合成人造金刚石制备装置的附图1中A部分结构示意图。

图中：1底座、2 U型板、3驱动电机、4螺纹板、5螺杆、6滑杆、7移动板、8固定板、9斜杆、10压缩弹簧、11滚轮、12滑槽、13传压介质立方体、14石墨加热管、15石墨承托环、16 MgO管、17 MgO晶床、18 MgO盖、19安装杆、20支撑杆、21石墨密封环、22限位箱、23齿条、24齿轮、25支撑轴、26扭力弹簧、27导向杆、28导向环、29固定杆、30移动杆、31限位管、32弧型滑板。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

参考图1-6，本实施例中提出了一种双碳源合成人造金刚石制备装置，包括底座1，底座1的顶部滑动连接有U型板2，且底座1的顶部一侧固定安装有驱动电机3，驱动电机3的输出轴与U型板2传动连接，底座1的顶部一侧固定安装有传压介质立方体13，且传压介质立方体13内固定安装有石墨加热管14，石墨加热管14内紧密贴合有MgO管16，MgO管16上分别滑动连接有MgO晶床17和MgO盖18，MgO盖18和MgO晶床17均与MgO管16活动密封贴合，MgO盖18的顶部固定安装有安装杆19，且安装杆19的顶端延伸至传压介质立方体13的上方并固定安装有支撑杆20，U型板2的顶部对称滑动连接有两个移动板7，且移动板7上固定安装有呈倾斜设置的斜杆9，支撑杆20的底部两侧均固定安装有移动杆30，且两个移动杆30分别位于传压介质立方体13的两侧并分别与传压介质立方体13的两侧滑动连接，两个移动杆30分别与两个斜杆9传动连接，传压介质立方体13内固定安装有位于MgO管16下方的石墨承托环15，且MgO晶床17的底部与石墨承托环15的顶部相接触。

其中，本发明通过启动驱动电机3进行正反向转动，即可方便将MgO管16、MgO晶床17和MgO盖18一同移出或移入传压介质立方体13内，使得在制备金刚石时，能够方便上下料，并且可避免高温给操作人员造成伤害，所以具有良好的使用性和安全性。

本实施例中，U型板2的顶部一侧固定安装有螺纹板4，且螺纹板4上螺纹连接有螺杆5，螺杆5的一端与驱动电机3的输出轴固定连接，螺杆5的另一端与传压介质立方体13的一侧底部转动连接，可方便带动U型板2进行横向移动。

本实施例中，U型板2的顶部一侧对称固定安装有两个滑杆6，且两个滑杆6分别贯穿两个移动板7并分别与两个移动板7滑动连接，滑杆6上套设有位于移动板7上方的压缩弹簧10，且压缩弹簧10的顶端和底端分别与滑杆6的顶端和移动板7的顶部固定连接，可实现对移动板7进行滑动限位。

本实施例中，移动板7的顶部一侧固定安装有固定板8，且斜杆9的顶端与固定板8的一侧顶部固定连接，斜杆9上滑动连接有弧型滑板32，且两个移动杆30分别与两个弧型滑板32的顶部固定连接，移动板7的一侧固定安装有固定杆29，且固定杆29的底端固定安装有导向环28，底座1的顶部对称固定安装有两个呈倾斜设置的导向杆27，且导向杆27贯穿导向环28并与导向环28的内壁滑动连接，可方便带动移动杆30进行纵向移动。

本实施例中，底座1的顶部一侧对称开设有两个滑槽12，且U型板2的底部一侧对称转动连接有两个滚轮11，两个滚轮11的底部分别延伸至两个滑槽12内并分别与两个滑槽12的底部内壁滚动连接，可减少U型板2进行横向移动的阻力。

本实施例中，传压介质立方体13的两侧顶部均固定安装有限位管31，且两个移动杆30分别贯穿两个限位管31，限位管31的内壁上对称转动连接有四个滑轮，且四个滑轮对称设置在移动杆30的两侧并均与移动杆30滚动接触，可对移动杆30进行纵向滑动限位。

本实施例中，MgO盖18底部和MgO晶床17的顶部均固定安装有石墨密封环21，且MgO管16的顶部和底部均开设有环形槽，两个石墨密封环21相比靠近的一侧分别延伸至两个环形槽内并分别与两个环形槽的内壁密封贴合，可实现密封贴合，形成密闭的腔室。

本实施例中，MgO管16的两侧内壁上均固定安装有限位箱22，且限位箱22内对称滑动连接有两个齿条23，两个齿条23相互远离的一端分别延伸至限位箱22的上方和下方并分别与MgO盖18和MgO晶床17固定连接，限位箱22的内壁上转动连接有支撑轴25，且支撑轴25上固定套设有齿轮24，齿轮24分别与两个齿条23相啮合，支撑轴25上对称套设有两个扭力弹簧26，且扭力弹簧26的两端分别与限位箱22的内壁和齿轮24固定连接，可使得MgO盖18和MgO晶床17进行传动连接，能够实现相互靠近或相互远离。

本实施例中，本技术方案通过启动驱动电机3，带动螺杆5进行转动，此时可在螺纹板4的配合下，带动U型板2向传压介质立方体13的一侧进行移动，在U型板2进行移动时，可使得移动板7沿着导向杆27向斜上方进行移动，所述移动板7的高度便会得到提升，并且移动板7也是进行横向移动的，所以可使得斜杆9进行移动，此时弧型滑板32便会沿着斜杆9向上进行移动，进一步可将移动杆30的高度进行抬升，在两个移动杆30向上进行移动时，可带动支撑杆20向上进行移动，此时MgO盖18向上进行移动，实现与MgO管16进行分离，此时在位于MgO盖18上方的两个齿条23的作用下，可带动齿轮24进行转动，以此可使得MgO管16随之向上进行移动，此时可使得MgO管16与MgO晶床17进行分离，直至位于同一个限位箱22的两个齿条23均不能发生移动，之后在移动杆30向上进行移动时，可将MgO管16、MgO晶床17和MgO盖18一同移出传压介质立方体13，本技术方案在需要进行加工金刚石时，可将所需的原料放置在MgO晶床17上，之后可启动驱动电机3进行反向转动，此时可带动U型板2向驱动电机3进行移动，即可使得移动板7和移动杆30分别沿着导向杆27和斜杆9向下进行移动，即可将MgO管16、MgO晶床17和MgO盖18一同移入传压介质立方体13内，直至MgO晶床17与石墨承托环15的顶部相接触，之后在支撑杆20继续向下进行移动时，可使得位于MgO晶床17和MgO盖18上的石墨密封环21分别进入两个环形槽内，直至MgO盖18和MgO晶床17均与MgO管16密封贴合，即可形成密闭的空间，并且MgO管16会与石墨加热管14的内壁紧密接触，综上所述，使得在制备金刚石时，能够方便上下料，并且可避免高温给操作人员造成伤害，所以具有良好的使用性和安全性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种双碳源合成人造金刚石制备装置，包括底座（1），其特征在于，所述底座（1）的顶部滑动连接有U型板（2），且底座（1）的顶部一侧固定安装有驱动电机（3），所述驱动电机（3）的输出轴与U型板（2）传动连接，底座（1）的顶部一侧固定安装有传压介质立方体（13），且传压介质立方体（13）内固定安装有石墨加热管（14），所述石墨加热管（14）内紧密贴合有MgO管（16），所述MgO管（16）上分别滑动连接有MgO晶床（17）和MgO盖（18），所述MgO盖（18）和MgO晶床（17）均与MgO管（16）活动密封贴合，所述MgO盖（18）的顶部固定安装有安装杆（19），且安装杆（19）的顶端延伸至传压介质立方体（13）的上方并固定安装有支撑杆（20），所述U型板（2）的顶部对称滑动连接有两个移动板（7），且移动板（7）上固定安装有呈倾斜设置的斜杆（9），所述支撑杆（20）的底部两侧均固定安装有移动杆（30），且两个移动杆（30）分别位于传压介质立方体（13）的两侧并分别与传压介质立方体（13）的两侧滑动连接，两个移动杆（30）分别与两个斜杆（9）传动连接，所述传压介质立方体（13）内固定安装有位于MgO管（16）下方的石墨承托环（15），且MgO晶床（17）的底部与石墨承托环（15）的顶部相接触。

2.根据权利要求1所述的一种双碳源合成人造金刚石制备装置，其特征在于，所述U型板（2）的顶部一侧固定安装有螺纹板（4），且螺纹板（4）上螺纹连接有螺杆（5），所述螺杆（5）的一端与驱动电机（3）的输出轴固定连接，所述螺杆（5）的另一端与传压介质立方体（13）的一侧底部转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种双碳源合成人造金刚石制备装置，其特征在于，所述U型板（2）的顶部一侧对称固定安装有两个滑杆（6），且两个滑杆（6）分别贯穿两个移动板（7）并分别与两个移动板（7）滑动连接，所述滑杆（6）上套设有位于移动板（7）上方的压缩弹簧（10），且压缩弹簧（10）的顶端和底端分别与滑杆（6）的顶端和移动板（7）的顶部固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种双碳源合成人造金刚石制备装置，其特征在于，所述移动板（7）的顶部一侧固定安装有固定板（8），且斜杆（9）的顶端与固定板（8）的一侧顶部固定连接，所述斜杆（9）上滑动连接有弧型滑板（32），且两个移动杆（30）分别与两个弧型滑板（32）的顶部固定连接，所述移动板（7）的一侧固定安装有固定杆（29），且固定杆（29）的底端固定安装有导向环（28），所述底座（1）的顶部对称固定安装有两个呈倾斜设置的导向杆（27），且导向杆（27）贯穿导向环（28）并与导向环（28）的内壁滑动连接。

5.根据权利要求1所述的一种双碳源合成人造金刚石制备装置，其特征在于，所述底座（1）的顶部一侧对称开设有两个滑槽（12），且U型板（2）的底部一侧对称转动连接有两个滚轮（11），两个滚轮（11）的底部分别延伸至两个滑槽（12）内并分别与两个滑槽（12）的底部内壁滚动连接。

6.根据权利要求1所述的一种双碳源合成人造金刚石制备装置，其特征在于，所述传压介质立方体（13）的两侧顶部均固定安装有限位管（31），且两个移动杆（30）分别贯穿两个限位管（31），所述限位管（31）的内壁上对称转动连接有四个滑轮，且四个滑轮对称设置在移动杆（30）的两侧并均与移动杆（30）滚动接触。

7.根据权利要求1所述的一种双碳源合成人造金刚石制备装置，其特征在于，所述MgO盖（18）底部和MgO晶床（17）的顶部均固定安装有石墨密封环（21），且MgO管（16）的顶部和底部均开设有环形槽，两个石墨密封环（21）相比靠近的一侧分别延伸至两个环形槽内并分别与两个环形槽的内壁密封贴合。

8.根据权利要求1所述的一种双碳源合成人造金刚石制备装置，其特征在于，所述MgO管（16）的两侧内壁上均固定安装有限位箱（22），且限位箱（22）内对称滑动连接有两个齿条（23），两个齿条（23）相互远离的一端分别延伸至限位箱（22）的上方和下方并分别与MgO盖（18）和MgO晶床（17）固定连接，所述限位箱（22）的内壁上转动连接有支撑轴（25），且支撑轴（25）上固定套设有齿轮（24），所述齿轮（24）分别与两个齿条（23）相啮合，所述支撑轴（25）上对称套设有两个扭力弹簧（26），且扭力弹簧（26）的两端分别与限位箱（22）的内壁和齿轮（24）固定连接。