CN115007067B - 一种制备高纯度单晶钻石片的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制备高纯度单晶钻石片的装置及方法，属于人工钻石制造技术领域。该装置包括加压壳体，加压壳体内设置有上设置有第一注料口与第二注料口，第一注料口、第二注料口分别与烘干箱连接，烘干箱与运输轨道滑动接触，运输轨道上设置有若干个蜡盒安置槽，运输轨道上方设置有蜡盒制作仓，蜡盒制作仓设置在加压壳体内，加压壳体内设置有加压腔室，加压腔室内设置有顶压组件，加压腔室与烘干箱通过换热管道连接，换热管道上设置有控温器，加压壳体一侧设置有粉碎箱，烘干箱、运输轨道、顶压组件通过导线与控制面板连接，本发明具有自动加工成型人工钻石的功能。

Description

一种制备高纯度单晶钻石片的装置及方法

技术领域

本发明涉及人工钻石制造技术领域，具体为一种制备高纯度单晶钻石片的装置及方法。

背景技术

随着金刚石的多方面的应用，人们对金刚石的需求量逐渐增大，因此对于金刚石的开采力度也逐渐增大，而自然生长的钻石资源含量有限，对于当前的环境来说供不应求，且过度开发也会对环境造成不可弥补的后果，人们开始尝试研制人工金刚石，人工金刚石的性能以及纯度都不输自然金刚石，且性能也能与自然金刚石不相上下，甚至一些人造金刚石的强度已经超过了自然金刚石，因此人造金刚石的发展前途变的十分可观，而与人造金刚石相关制造的装置与设备也是逐渐增加了起来。

制作人工钻石的设备已经有很多了，但是都存在这很多缺陷，例如一些设备经常会导致成型的产品出现异形，以及在进行加压时经常会出现待加压物体不不均匀导致的加压成型的物体出现碎裂，从而造成无法形成钻石的问题，同时还有一些产品以后与工艺不成熟，在进行加工时，还需要进行手动填充合成材料，费事费力的同时，还会经常造成合成材料配比不同造成的合成金刚石规格以及成分无法达标等问题，同时再生产过程中，还经常出现成型金刚石表面清理不完全以及清理过程繁琐等问题。

发明内容

本发明提供一种制备高纯度单晶钻石片的装置及方法，可以有效解决上述背景技术中提出的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

该装置包括加压壳体，加压壳体内设置有上设置有第一注料口与第二注料口，第一注料口、第二注料口分别与烘干箱连接，烘干箱与运输轨道滑动接触，运输轨道上设置有若干个蜡盒安置槽，运输轨道上方设置有蜡盒制作仓，蜡盒制作仓设置在加压壳体内，加压壳体内设置有加压腔室，加压腔室内设置有顶压组件，加压腔室与烘干箱通过换热管道连接，换热管道上设置有控温器，加压壳体一侧设置有粉碎箱，烘干箱、运输轨道、顶压组件通过导线与控制面板连接，第一注料口与第二注料口内分别加入合成触媒与硼铁合金，这样的设置可以更加轻易的控制合成材料的比例，随后由烘干箱进行烘干操作，烘干完成后，加入到装有碳片的石蜡盒内，由运输轨道运输到加压腔室内，运输过程中蜡盒制作仓将会对石蜡盒进行封盖，最后由顶压组件对装有材料的石蜡盒进行高温高压的施加，加热过程中换热管道将会对加热时产生的余热进行收集，收集完成后将热量送到烘干箱内，用于后续烘干热量的使用。

烘干箱内设置有烘干台，烘干台上方设置有第一注料口、第二注料口，烘干台包括主烘干台与副烘干台，主烘干台与副烘干台旋转连接，主烘干台与加压壳体滑动连接，副烘干台与烘干电机输出端连接，副烘干台靠近主烘干台一侧设置有波动轨道，主烘干台靠近副烘干台上设置有若干个连接支柱，连接支柱嵌入进波动轨道并与波动轨道滑动接触，副烘干台与运输轨道滑动接触，副烘干台上设置有伸缩罩，伸缩罩与副烘干台通过弹簧滑动连接，主烘干台上表面为圆锥表面，副烘干台上表面为具有角度的斜面，副烘干台旋转，并在波动轨道与以及连接支柱的作用下，主烘干台将会产生规则颤动，使得合成材料更好的混合，同时不停颤动的材料也增加了烘干的效率，烘干过后的材料将均匀的落在副烘干台边缘上，经由伸缩罩排除烘干台外，由分摊把手进行控制出量的多少。

运输轨道包括运输液压杆，运输液压杆缸体部分与加压壳体连接，运输液压杆输出端与运输板连接，运输板上设置有蜡盒安置槽，蜡盒安置槽下方设置有游走电机，运输板上设置滑动槽，滑动槽内设置有齿牙，游走电机输出端与滑动槽内的齿牙啮合，运输板上设置有分摊电机，分摊电机输出端上设置有分摊把手，分摊把手设置在运输板一端，分摊把手上设置有传料槽，传料槽远离分摊电机一侧抵住伸缩罩，传料槽靠近分摊电机一侧与蜡盒安置槽滑动接触，蜡盒制作仓在制好石蜡盒后，将成型的石蜡盒送到蜡盒安置槽上，蜡盒安置槽将会在游走电机的运行下，在滑动槽内进行移动，游走电机为伺服电机，可以精准控制石蜡盒的位置，同时石蜡盒内装好已经制作好的碳片，用来形成金刚石，游走电机将蜡盒安置槽运送至烘干台附近，随后分摊电机带动分摊把手进行旋转，传料槽抵住伸缩罩，合成材料将会由伸缩罩处进入到石蜡盒内，随后装满的石蜡盒将会由石蜡制作仓进行封盖操作，封盖完成的石蜡盒将会被运送到加压腔室的顶压组件内。

顶压组件包括压缩液压杆，压缩液压杆设置在加压壳体内，压缩液压杆上输出端设置有顶压头，顶压头下方设置有加压台，加压台内设置升降液压杆，升降液压杆上设置有第一加热板，加压台上设置有加压边框，加压边框包括两个加压板与两个伸缩板，加压板之间通过伸缩板连接，每个伸缩板与加压板滑动连接，加压边框之间设置有旋转丝杠，旋转丝杠与加压壳体通过锁紧电机连接，旋转丝杠两侧分别设置有相反的螺纹方向，每个加压板分别与旋转丝杠两侧啮合，每个伸缩板分别通过滑动液压杆与加压壳体连接，加压台靠近运输板一端设置有捕捉器，当捕捉器把石蜡盒送至加压台上时，加压边框开始收缩，锁紧电机带动旋转丝杠进行旋转，旋转丝杠配合独特的双向螺纹带动两个加压板相互靠近，伸缩板两侧的滑动液压杆将会推动伸缩板同步互相靠近，此时，压缩液压缸将会带动顶压头向下移动，移动的过程中顶压头进行加温，升降液压杆也将同步向上移动，第一加热板对石蜡盒进行加热，根据具体需求调整好压缩距离，实现高温高压的效果，同时采用全覆盖的结构，可以使得石蜡盒不会轻易发生不规则形变，保证内部合成材料的安全，避免出现合成失败的问题，且加压边框的规格可以进行调整，使得加压过程的灵活性更高，适应更多种类型的合成。

捕捉器包括捕捉电机，捕捉电机设置在加压台上，捕捉电机上设置有捕捉架，捕捉架一端与捕捉电机输出端固定连接，捕捉架远离捕捉电机一端设置有石蜡圈，石蜡圈一端与捕捉架固定连接，石蜡圈远离捕捉架一端与收缩弹簧固定连接，收缩弹簧设置在捕捉架内，收缩弹簧通过导线与控制面板连接，捕捉电机进行工作，带动捕捉架进行旋转，当石蜡盒送到加压台一端时，捕捉架将会对石蜡盒进行抓取，石蜡圈套在石蜡盒上，随后控制面板箱收缩弹簧进行供电，收缩弹簧通电会收缩，夹紧石蜡盒，随后捕捉电机将会把石蜡盒传递到加压台上，随后收缩弹簧断电，石蜡圈松开，石蜡盒将会稳稳落在加压台上。

顶压头包括顶压壳，顶压壳与压缩液压杆输出端连接，顶压壳内设置有超声波组件，超声波组件下方设置有隔温罩，隔温罩下方设置有第二加热板，第二加热板上设置有若干个突触探针，当第二加热板抵住石蜡盒后，第二加热板将进行加热操作，加热过程中超声波组件将会同时工作，超声波将会由突触探针散进石蜡盒中，使得内部产生震动，使得石蜡盒内的材料得到充分的混合，同时高速的震动也会化解掉一些隐藏空间，使得内部的空气等杂质更迅速更完全的排除石蜡盒，减少对合成金刚石的影响。

粉碎箱内设置有粉碎腔室，粉碎腔室内设置有粉碎电机，粉碎电机输出端上设置有粉碎棒，粉碎棒内设置有电磁铁，粉碎腔室内底端设置有出料口，出料口上设置有出料过滤板，出料过滤板与出料口为可拆卸结构，粉碎腔室通过出料口与研磨组件连通，研磨组件设置在粉碎腔室下端，当成型的石蜡盒进入到粉碎箱后，粉碎箱上的粉碎电机将会进行工作，带动粉碎棒进行旋转，粉碎棒将会把成型的石蜡盒打碎，而由于合成金刚石的坚硬程度高于粉碎棒，合成金刚石将会显露出来，并沉淀在出料过滤板上，经过拆卸，取出已经成型的人工钻石颗粒，同时电磁铁也将吸附住合成过后的铁基物质，同时为打碎石蜡盒做辅助击碎效果。

研磨组件包括研磨箱，研磨箱内设置有研磨盘，研磨盘上设置有旋进螺纹，研磨盘上方设置有研磨毛刷，研磨毛刷设置在旋转盘上，研磨毛刷与旋转盘之间通过弹簧连接，旋转盘通过清洗电机与研磨箱旋转连接，研磨盘上设置有若干个放料孔，粉碎过后的材料将会落入研磨箱内，研磨箱内的旋转盘进行转动，转动的过程中带动研磨毛刷进行转动，研磨毛刷将会对残留物进行清理，清理的过程中会挤出大粒物质，大粒物质将会在研磨盘的作用下排除研磨箱，并准备浮洗等工艺，避免出现漏掉的问题。

根据以上提到的装置结构，该装置的使用方法以及单晶钻石片的制备方法包括如下步骤：

步骤一：将整理好的触媒、硼铁合金颤动混合，随后加温烘干，烘干温度为120℃-300℃，为时4小时；

步骤二：制备石蜡盒，将碳片原材料放置在石蜡盒，与烘干后的触媒以及硼铁合金进行混合；

步骤三：顶压组件对混合完成后的石蜡盒施加高温高压，温度为1000℃-2300℃，压力为(50～80)×108Pa，合成时间为1-48h；

步骤四：冷却后的石蜡盒进入到粉碎，去除石蜡灰、未合成的触媒与硼铁合金，得到基础合成金刚石；

步骤五；使用蒸馏水对得到的基础金刚石进行冲洗数次，直至表面无明显杂质即可。

如若需要对该单晶钻石片进一步提纯，还可以采用浓硫酸、浓硝酸、等强酸溶剂对基础金刚石进行浸泡，随后再次清洗，直到达到要求即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果：1.本发明采用了自动传料式的制作方式，大大的避免了在生产过程中由于认为干涉的不确定因素，同时还可以避免烘干后的合成材料再次返潮等问题，且在生产过程中，还可以自由控制配比，完成自动填料控料的效果。

2.本发明采用了全面式的加压方式，代替传统的特定规格加压方式，可以保证每个接触面都会更加牢固的在其内部进行合成，大大避免了石蜡盒由于受力不均造成的损伤泄漏问题，同时形成的形状可以自由调控，使得最终的成型效果更加多元化且可控，增加了本装置的适用范围。

3.本发明采用了独有的超声波补缝结构，可以充分的将石蜡盒内的裂缝结构消除或填充均匀，并通过超声波的震动使得内部的反应更加充分，接触效果更加明显，采用突触探针也可以将超声波的能量分散开来，不会造成局部震动过大或者局部受力过大的问题，使得产品的良品率大大提高。

4.本发明采用了热能回收的结构，可以充分利用高温高压时产生的余热，将其余热用在材料烘干等用途，并且温度可以调控，实施起来更加稳定可靠，还不会造成能源上的浪费，大大减少了多余能源的使用。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的三维结构示意图；

图2是本发明的整体结构剖视图；

图3是本发明的烘干台组装结构示意图；

图4是本发明的运输板内部结构示意图；

图5是本发明的加压台与加压壳体配合结构示意图；

图6是本发明的顶压头内部结构示意图；

图7是本发明的加压台俯视结构示意图；

图8是本发明的捕捉架结构示意图；

图9是本发明的研磨组件内部结构示意图；

图中标号：1、加压壳体；2、第一注料口；3、第二注料口；4、烘干箱；401、烘干台；402、主烘干台；403、副烘干台；404、烘干电机；405、波动轨道；406、连接支柱；407、伸缩罩；5、运输轨道；501、运输液压杆；502、运输板；503、游走电机；504、滑动槽；505、分摊把手；506、传料槽；507、分摊电机；6、蜡盒安置槽；7、蜡盒制作仓；8、加压腔室；901、压缩液压杆；902、顶压头；903、加压台；904、升降液压杆；905、第一加热板；906、加压边框；907、加压板；908、伸缩板；909、旋转丝杠；910、锁紧电机；911、滑动液压杆；912、顶压壳；913、超声波组件；914、隔温罩；915、第二加热板；10、换热管道；11、控温器；12、粉碎箱；1201、粉碎腔室；1202、粉碎电机；1203、粉碎棒；1204、电磁铁；1205、出料口；1206、出料过滤板；13、捕捉器；1301、捕捉电机；1302、捕捉架；1303、石蜡圈；1304、收缩弹簧；14、控制面板；15、研磨组件；1501、研磨箱；1502、研磨盘；1503、研磨毛刷；1504、旋转盘；1505、清洗电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图9，本发明提供技术方案：

该装置包括加压壳体1，加压壳体1内设置有上设置有第一注料口2与第二注料口3，第一注料口2、第二注料口3分别与烘干箱4连接，烘干箱4与运输轨道5滑动接触，运输轨道5上设置有若干个蜡盒安置槽6，运输轨道5上方设置有蜡盒制作仓7，蜡盒制作仓7设置在加压壳体1内，加压壳体1内设置有加压腔室8，加压腔室8内设置有顶压组件，加压腔室8与烘干箱4通过换热管道10连接，换热管道10上设置有控温器11，加压壳体1一侧设置有粉碎箱12，烘干箱4、运输轨道5、顶压组件通过导线与控制面板14连接，第一注料口与第二注料口内分别加入合成触媒与硼铁合金，这样的设置可以更加轻易的控制合成材料的比例，随后由烘干箱进行烘干操作，烘干完成后，加入到装有碳片的石蜡盒内，由运输轨道运输到加压腔室内，运输过程中蜡盒制作仓将会对石蜡盒进行封盖，最后由顶压组件对装有材料的石蜡盒进行高温高压的施加，加热过程中换热管道将会对加热时产生的余热进行收集，控温器与外界冷却液连接，可以避免换热管道过热带来的管道损伤问题，收集完成后将热量送到烘干箱内，用于后续烘干热量的使用。

烘干箱4内设置有烘干台401，烘干台401上方设置有第一注料口2、第二注料口3，烘干台401包括主烘干台402与副烘干台403，主烘干台402与副烘干台403旋转连接，主烘干台402与加压壳体1滑动连接，副烘干台403与烘干电机404输出端连接，副烘干台403靠近主烘干台402一侧设置有波动轨道405，主烘干台402靠近副烘干台403上设置有若干个连接支柱406，连接支柱406嵌入进波动轨道405并与波动轨道405滑动接触，副烘干台403与运输轨道5滑动接触，副烘干台403上设置有伸缩罩407，伸缩罩407与副烘干台403通过弹簧滑动连接，主烘干台上表面为圆锥表面，副烘干台上表面为具有角度的斜面，副烘干台旋转，并在波动轨道与以及连接支柱的作用下，主烘干台将会产生规则颤动，使得合成材料更好的混合，同时不停颤动的材料也增加了烘干的效率，烘干过后的材料将均匀的落在副烘干台边缘上，经由伸缩罩排除烘干台外，由分摊把手进行控制出量的多少。

运输轨道5包括运输液压杆501，运输液压杆501缸体部分与加压壳体1连接，运输液压杆501输出端与运输板502连接，运输板502上设置有蜡盒安置槽6，蜡盒安置槽6下方设置有游走电机503，运输板502上设置滑动槽504，滑动槽504内设置有齿牙，游走电机503输出端与滑动槽504内的齿牙啮合，运输板502上设置有分摊电机507，分摊电机507输出端上设置有分摊把手505，分摊把手505设置在运输板502一端，分摊把手505上设置有传料槽506，传料槽506远离分摊电机507一侧抵住伸缩罩407，传料槽506靠近分摊电机507一侧与蜡盒安置槽6滑动接触，蜡盒制作仓在制好石蜡盒后，将成型的石蜡盒送到蜡盒安置槽上，蜡盒安置槽将会在游走电机的运行下，在滑动槽内进行移动，游走电机为伺服电机，可以精准控制石蜡盒的位置，同时石蜡盒内装好已经制作好的碳片，用来形成金刚石，游走电机将蜡盒安置槽运送至烘干台附近，随后分摊电机带动分摊把手进行旋转，传料槽抵住伸缩罩，合成材料将会由伸缩罩处进入到石蜡盒内，随后装满的石蜡盒将会由石蜡制作仓进行封盖操作，封盖完成的石蜡盒将会被运送到加压腔室的顶压组件内。

顶压组件包括压缩液压杆901，压缩液压杆901设置在加压壳体1内，压缩液压杆901上输出端设置有顶压头902，顶压头902下方设置有加压台903，加压台903内设置升降液压杆904，升降液压杆904上设置有第一加热板905，加压台903上设置有加压边框906，加压边框906包括两个加压板907与两个伸缩板908，加压板907之间通过伸缩板908连接，每个伸缩板908与加压板907滑动连接，加压边框906之间设置有旋转丝杠909，旋转丝杠909与加压壳体1通过锁紧电机910连接，旋转丝杠909两侧分别设置有相反的螺纹方向，每个加压板907分别与旋转丝杠909两侧啮合，每个伸缩板908分别通过滑动液压杆911与加压壳体1连接，加压台903靠近运输板502一端设置有捕捉器13，当捕捉器把石蜡盒送至加压台上时，加压边框开始收缩，锁紧电机带动旋转丝杠进行旋转，旋转丝杠配合独特的双向螺纹带动两个加压板相互靠近，伸缩板两侧的滑动液压杆将会推动伸缩板同步互相靠近，此时，压缩液压缸将会带动顶压头向下移动，移动的过程中顶压头进行加温，升降液压杆也将同步向上移动，第一加热板对石蜡盒进行加热，根据具体需求调整好压缩距离，实现高温高压的效果，同时采用全覆盖的结构，可以使得石蜡盒不会轻易发生不规则形变，保证内部合成材料的安全，避免出现合成失败的问题，且加压边框的规格可以进行调整，使得加压过程的灵活性更高，适应更多种类型的合成。

捕捉器13包括捕捉电机1301，捕捉电机1301设置在加压台903上，捕捉电机1301上设置有捕捉架1302，捕捉架1302一端与捕捉电机1301输出端固定连接，捕捉架1302远离捕捉电机1301一端设置有石蜡圈1303，石蜡圈1303一端与捕捉架1302固定连接，石蜡圈1303远离捕捉架1302一端与收缩弹簧1304固定连接，收缩弹簧1304设置在捕捉架1302内，收缩弹簧1304通过导线与控制面板14连接，捕捉电机进行工作，带动捕捉架进行旋转，当石蜡盒送到加压台一端时，捕捉架将会对石蜡盒进行抓取，石蜡圈套在石蜡盒上，随后控制面板箱收缩弹簧进行供电，收缩弹簧通电会收缩，夹紧石蜡盒，随后捕捉电机将会把石蜡盒传递到加压台上，随后收缩弹簧断电，石蜡圈松开，石蜡盒将会稳稳落在加压台上。

顶压头902包括顶压壳912，顶压壳912与压缩液压杆901输出端连接，顶压壳912内设置有超声波组件913，超声波组件913下方设置有隔温罩914，隔温罩914下方设置有第二加热板915，第二加热板915上设置有若干个突触探针，当第二加热板抵住石蜡盒后，第二加热板将进行加热操作，加热过程中超声波组件将会同时工作，超声波将会由突触探针散进石蜡盒中，使得内部产生震动，使得石蜡盒内的材料得到充分的混合，同时高速的震动也会化解掉一些隐藏空间，使得内部的空气等杂质更迅速更完全的排除石蜡盒，减少对合成金刚石的影响。

粉碎箱12内设置有粉碎腔室1201，粉碎腔室1201内设置有粉碎电机1202，粉碎电机1202输出端上设置有粉碎棒1203，粉碎棒1203内设置有电磁铁1204，粉碎腔室1201内底端设置有出料口1205，出料口1205上设置有出料过滤板1206，出料过滤板1206与出料口1205为可拆卸结构，粉碎腔室1201通过出料口1205与研磨组件15连通，研磨组件15设置在粉碎腔室1201下端，当成型的石蜡盒进入到粉碎箱后，粉碎箱上的粉碎电机将会进行工作，带动粉碎棒进行旋转，粉碎棒将会把成型的石蜡盒打碎，而由于合成金刚石的坚硬程度高于粉碎棒，合成金刚石将会显露出来，并沉淀在出料过滤板上，经过拆卸，取出已经成型的人工钻石颗粒，同时电磁铁也将吸附住合成过后的铁基物质，同时为打碎石蜡盒做辅助击碎效果。

研磨组件15包括研磨箱1501，研磨箱1501内设置有研磨盘1502，研磨盘1502上设置有旋进螺纹，研磨盘1502上方设置有研磨毛刷1503，研磨毛刷1503设置在旋转盘1504上，研磨毛刷1503与旋转盘1504之间通过弹簧连接，旋转盘1504通过清洗电机1505与研磨箱1501旋转连接，研磨盘上设置有若干个放料孔，粉碎过后的材料将会落入研磨箱内，研磨箱内的旋转盘进行转动，转动的过程中带动研磨毛刷进行转动，研磨毛刷将会对残留物进行清理，清理的过程中会挤出大粒物质，大粒物质将会在研磨盘的作用下排除研磨箱，并准备浮洗等工艺，避免出现漏掉的问题。

根据以上提到的装置结构，该装置的使用方法以及单晶钻石片的制备方法包括如下步骤：

步骤一：将整理好的触媒、硼铁合金颤动混合，随后加温烘干，烘干温度为120℃-300℃，为时4小时。将触媒以及硼铁合金送入到烘干箱即可，烘干箱会根据其具体质量以及情况进行温度以及时间上的具体控制；

步骤二：制备石蜡盒，将碳片原材料放置在石蜡盒内，与烘干后的触媒以及硼铁合金进行混合；

步骤三：顶压组件对混合完成后的石蜡盒施加高温高压，温度为1000℃-2300℃，压力为(50～80)×108Pa，合成时间为1-48h；

步骤四：冷却后的石蜡盒进入到粉碎，去除石蜡灰、未合成的触媒与硼铁合金，得到基础合成金刚石；

步骤五；使用蒸馏水对得到的基础金刚石进行冲洗数次，直至表面无明显杂质即可。

如若需要对该单晶钻石片进一步提纯，还可以采用浓硫酸、浓硝酸、等强酸溶剂对基础金刚石进行浸泡，随后再次清洗，直到达到要求即可。

本发明的工作原理：第一注料口与第二注料口内分别加入合成触媒与硼铁合金，随后由烘干箱进行烘干操作，主烘干台与副烘干台之间相互运动，达到高速颤动得效果，并利用来自于加压腔室内的热量对合成材料进行烘干，烘干完成后，加入到装有碳片的石蜡盒内，该石蜡盒由蜡盒制作仓制作，碳片边缘嵌入石蜡盒内，保证了合成材料与碳片的充分接触，随后由运输轨道运输到加压腔室内，运输过程中蜡盒制作仓将会对石蜡盒进行封盖，运输轨道自行调整进料程度，实现合成材料内合合金成分的最佳控制，并由捕捉器自动捕捉传送至加压台上的加压边框内，最后由顶压组件对装有材料的石蜡盒进行高温高压的施加，在加压的过程中，由加压边框首先固定好形状，随后顶压头在压缩液压杆的作用下向下移动，加压台在升降液压杆的作用下向上移动，节课完成加压，加压边框的高度可以根据需求自行调换，超声波组件配合独有的第二加热板共同作用，对石蜡盒内的合成材料传递能量，加热过程中换热管道将会对加热时产生的余热进行收集，控温器与外界冷却液连接，收集完成后将热量送到烘干箱内，用于后续烘干热量的使用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种制备高纯度单晶钻石片的装置，其特征在于：该装置包括加压壳体(1)，所述加压壳体(1)内设置有上设置有第一注料口(2)与第二注料口(3)，所述第一注料口(2)、第二注料口(3)分别与烘干箱(4)连接，所述烘干箱(4)与运输轨道(5)滑动接触，所述运输轨道(5)上设置有若干个蜡盒安置槽(6)，运输轨道(5)上方设置有蜡盒制作仓(7)，所述蜡盒制作仓(7)设置在加压壳体(1)内，所述加压壳体(1)内设置有加压腔室(8)，所述加压腔室(8)内设置有顶压组件，所述加压腔室(8)与烘干箱(4)通过换热管道(10)连接，所述换热管道(10)上设置有控温器(11)，所述加压壳体(1)一侧设置有粉碎箱(12)，所述烘干箱(4)、运输轨道(5)、顶压组件通过导线与控制面板(14)连接；

所述烘干箱(4)内设置有烘干台(401)，所述烘干台(401)上方设置有第一注料口(2)、第二注料口(3)，所述烘干台(401)包括主烘干台(402)与副烘干台(403)，所述主烘干台(402)与副烘干台(403)旋转连接，所述主烘干台(402)与加压壳体(1)滑动连接，所述副烘干台(403)与烘干电机(404)输出端连接，所述副烘干台(403)靠近主烘干台(402)一侧设置有波动轨道(405)，所述主烘干台(402)靠近副烘干台(403)上设置有若干个连接支柱(406)，所述连接支柱(406)嵌入进波动轨道(405)并与波动轨道(405)滑动接触，所述副烘干台(403)与运输轨道(5)滑动接触，所述副烘干台(403)上设置有伸缩罩(407)，所述伸缩罩(407)与副烘干台(403)通过弹簧滑动连接。

2.根据权利要求1所述的一种制备高纯度单晶钻石片的装置，其特征在于：所述运输轨道(5)包括运输液压杆(501)，所述运输液压杆(501)缸体部分与加压壳体(1)连接，运输液压杆(501)输出端与运输板(502)连接，所述运输板(502)上设置有蜡盒安置槽(6)，所述蜡盒安置槽(6)下方设置有游走电机(503)，所述运输板(502)上设置滑动槽(504)，所述滑动槽(504)内设置有齿牙，所述游走电机(503)输出端与滑动槽(504)内的齿牙啮合，所述运输板(502)上设置有分摊电机(507)，所述分摊电机(507)输出端上设置有分摊把手(505)，所述分摊把手(505)设置在运输板(502)一端，所述分摊把手(505)上设置有传料槽(506)，所述传料槽(506)远离分摊电机(507)一侧抵住伸缩罩(407)，所述传料槽(506)靠近分摊电机(507)一侧与蜡盒安置槽(6)滑动接触。

3.根据权利要求2所述的一种制备高纯度单晶钻石片的装置，其特征在于：所述顶压组件包括压缩液压杆(901)，所述压缩液压杆(901)设置在加压壳体(1)内，所述压缩液压杆(901)上输出端设置有顶压头(902)，所述顶压头(902)下方设置有加压台(903)，所述加压台(903)内设置升降液压杆(904)，所述升降液压杆(904)上设置有第一加热板(905)，所述加压台(903)上设置有加压边框(906)，所述加压边框(906)包括两个加压板(907)与两个伸缩板(908)，所述加压板(907)之间通过伸缩板(908)连接，每个所述伸缩板(908)与加压板(907)滑动连接，所述加压边框(906)之间设置有旋转丝杠(909)，所述旋转丝杠(909)与加压壳体(1)通过锁紧电机(910)连接，所述旋转丝杠(909)两侧分别设置有相反的螺纹方向，每个所述加压板(907)分别与旋转丝杠(909)两侧啮合，每个所述伸缩板(908)分别通过滑动液压杆(911)与加压壳体(1)连接，所述加压台(903)靠近运输板(502)一端设置有捕捉器(13)。

4.根据权利要求3所述的一种制备高纯度单晶钻石片的装置，其特征在于：所述捕捉器(13)包括捕捉电机(1301)，所述捕捉电机(1301)设置在加压台(903)上，所述捕捉电机(1301)上设置有捕捉架(1302)，所述捕捉架(1302)一端与捕捉电机(1301)输出端固定连接，所述捕捉架(1302)远离捕捉电机(1301)一端设置有石蜡圈(1303)，所述石蜡圈(1303)一端与捕捉架(1302)固定连接，所述石蜡圈(1303)远离捕捉架(1302)一端与收缩弹簧(1304)固定连接，所述收缩弹簧(1304)设置在捕捉架(1302)内，所述收缩弹簧(1304)通过导线与控制面板(14)连接。

5.根据权利要求3所述的一种制备高纯度单晶钻石片的装置，其特征在于：所述顶压头(902)包括顶压壳(912)，所述顶压壳(912)与压缩液压杆(901)输出端连接，所述顶压壳(912)内设置有超声波组件(913)，所述超声波组件(913)下方设置有隔温罩(914)，所述隔温罩(914)下方设置有第二加热板(915)，所述第二加热板(915)上设置有若干个突触探针。

6.根据权利要求1所述的一种制备高纯度单晶钻石片的装置，其特征在于：所述粉碎箱(12)内设置有粉碎腔室(1201)，所述粉碎腔室(1201)内设置有粉碎电机(1202)，所述粉碎电机(1202)输出端上设置有粉碎棒(1203)，所述粉碎棒(1203)内设置有电磁铁(1204)，所述粉碎腔室(1201)内底端设置有出料口(1205)，所述出料口(1205)上设置有出料过滤板(1206)，所述出料过滤板(1206)与出料口(1205)为可拆卸结构，所述粉碎腔室(1201)通过出料口(1205)与研磨组件(15)连通，所述研磨组件(15)设置在粉碎腔室(1201)下端。

7.根据权利要求6所述的一种制备高纯度单晶钻石片的装置，其特征在于：所述研磨组件(15)包括研磨箱(1501)，所述研磨箱(1501)内设置有研磨盘(1502)，所述研磨盘(1502)上设置有旋进螺纹，所述研磨盘(1502)上方设置有研磨毛刷(1503)，所述研磨毛刷(1503)设置在旋转盘(1504)上，所述研磨毛刷(1503)与旋转盘(1504)之间通过弹簧连接，所述旋转盘(1504)通过清洗电机(1505)与研磨箱(1501)旋转连接，所研磨盘(1502)上设置有若干个放料孔。

8.根据权利要求1所述的一种制备高纯度单晶钻石片的装置的使用方法，其特征在于：该使用方法包括如下步骤：

步骤一：将整理好的触媒、硼铁合金颤动混合，随后加温烘干，烘干温度为120℃-300℃，为时4小时；

步骤二：制备石蜡盒，将碳片原材料放置在石蜡盒，与烘干后的触媒以及硼铁合金进行混合；

步骤三：顶压组件对混合完成后的石蜡盒施加高温高压，温度为1000℃-2300℃，压力为(50～80)×10⁸Pa，合成时间为1-48h；

步骤四：冷却后的石蜡盒进入到粉碎，去除石蜡灰、未合成的触媒与硼铁合金，得到基础合成金刚石；

步骤五；使用蒸馏水对得到的基础金刚石进行冲洗数次，直至表面无明显杂质即可。

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