CN213286740U

CN213286740U - 一种超硬材料合成用加热附件结构及金刚石合成块

Info

Publication number: CN213286740U
Application number: CN202021913826.4U
Authority: CN
Inventors: 沈磊; 邵海明; 宋帮鑫; 杨威
Original assignee: Henan Baojing New Material Technology Co ltd
Current assignee: Henan Baojing New Material Technology Co ltd
Priority date: 2020-09-04
Filing date: 2020-09-04
Publication date: 2021-05-28
Anticipated expiration: 2030-09-04

Abstract

本实用新型属于超硬材料合成技术领域，具体涉及一种超硬材料合成用加热附件结构及金刚石合成块，该加热附件结构包括石墨柱；白云石杯，包括两个一端开口的白云石杯子，两个一端开口的白云石杯子相对扣合在所述石墨柱的外侧，其内径与所述石墨柱的外径相等；以及加热金属杯，包括两个一端开口的加热金属杯子，两个一端开口的加热金属杯子相对扣合在所述白云石杯的外侧，其内径与所述白云石杯的外径相等。该金刚石合成块包括上述的加热附件结构、白云石块、叶腊石块和导电堵头。本实用新型结构简单、设计合理，可有效解决加热管和加热片不匹配，合成不稳定等问题。

Description

一种超硬材料合成用加热附件结构及金刚石合成块

技术领域

本实用新型属于超硬材料合成技术领域，具体涉及一种超硬材料合成用加热附件结构及金刚石合成块。

背景技术

金刚石超硬材料由于具有优异的力学、热学、光学、电学和化学等综合性能，而被广泛应用于机械加工、建材、石油开采等领域。当前，金刚石的合成多采用高温高压静态合成，提供高温高压条件的设备主要有六面顶压机。

在进行金刚石合成时，加热系统的稳定性是保证稳定生产的关键因素，若不稳定，会导致出现大量废块及顶锤消耗。工业金刚石的合成压力大概为5.0～5.5Gpa，温度约为1200～1300℃，对压力场和温度场分布要求极高。目前，国内工业金刚石合成加热结构大多采用石墨片和石墨管或者石墨片和金属管的搭配方式，由于在高温高压合成过程中，石墨片的变形和金属管的电阻不匹配、局部接触不良等现象，温度场不易控制，容易造成烧钢带的现象，不仅出现大量废块，而且还会影响到六面顶压机顶锤的寿命，造成不必要的损失。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种超硬材料合成用加热附件结构及金刚石合成块，该结构简单、设计合理，可有效解决加热管和加热片不匹配，合成不稳定等问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：

本实用新型提供了一种超硬材料合成用加热附件结构，包括：

石墨柱；

白云石杯，包括两个一端开口的白云石杯子，两个一端开口的白云石杯子相对扣合在所述石墨柱的外侧，其内径与所述石墨柱的外径相等；

以及加热金属杯，包括两个一端开口的加热金属杯子，两个一端开口的加热金属杯子相对扣合在所述白云石杯的外侧，其内径与所述白云石杯的外径相等。

进一步地，所述两个一端开口的加热金属杯子由耐高温合金板冲压而成。

进一步地，所述加热金属杯的壁厚和杯底的厚度相等，尺寸为0.1～0.3mm。

进一步地，所述加热金属杯的外径为50～80mm。

本实用新型还提供了一种金刚石合成块，包括：

上述的超硬材料合成用加热附件结构；

白云石块，位于所述加热金属杯的外侧，且与所述加热金属杯的高度相等；

叶腊石块，位于所述白云石块的外侧；

以及导电堵头，设置于所述加热金属杯的上下两侧，并与加热金属杯相接触。

进一步地，所述导电堵头分为两部分，分别是水平部和竖直部。

进一步地，还包括位于导电堵头、加热金属杯与叶腊石块之间的复合保温块，所述复合保温块包括白云石环和叶腊石环。

进一步地，所述白云石环设置于加热金属杯的上下两侧，且在水平方向上位于叶腊石块与导电堵头的竖直部之间。

进一步地，所述叶腊石环在水平方向上位于叶腊石块与导电堵头的竖直部之间，在竖直方向上位于白云石环与导电堵头的水平部之间。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型的超硬材料合成用加热附件结构采用加热金属杯作为加热元件，由于材质一致，阻值相同，能够保证合成块腔体内部温度的稳定性，从而有利于优质产品的合成。

2、采用本实用新型的加热附件结构，可节约电能15%以上，节能效果显著，且可有效避免由于电流波动产生的废块，同时在一定程度上延长顶锤寿命，降低生产成本。

3、本实用新型的加热金属杯具有不可压缩性，密度大，增强传压性能。

4、利用加热附件结构构成的金刚石合成块结构简单、易于组装、设计新颖合理。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的包含超硬材料合成用加热附件结构的金刚石合成块的结构示意图；

图2是白云石杯子和加热金属杯子的纵向剖面图；

图3是图2的俯视图。

图中序号所代表的含义为：

1.石墨柱，2.白云石杯，201.白云石杯子，3.加热金属杯，301.加热金属杯子，4.白云石环，5.叶腊石环，6.导电堵头，601.水平部，602.竖直部，7.白云石块，8.叶腊石块。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

如图1所示，本实施例的超硬材料合成用加热附件结构，包括自内向外依次设置的石墨柱1、白云石杯2和加热金属杯3，白云石杯2包括两个一端开口的白云石杯子201，这两个一端开口的白云石杯子201相对扣合在石墨柱1的外侧，其内径与石墨柱1的外径相等；加热金属杯3包括两个一端开口的加热金属杯子301，这两个一端开口的加热金属杯子301相对扣合在白云石杯2的外侧，其内径与白云石杯2的外径相等。

优选的，两个一端开口的加热金属杯子301由耐高温合金板冲压而成。如图2和图3所示，加热金属杯子301和白云石杯子201均为一端封闭的中空圆柱体。加热金属杯3的壁厚和杯底的厚度相等，尺寸为0.1～0.3mm。加热金属杯3的外径为50～80mm。

本实施例的超硬材料合成用加热附件结构采用加热金属杯3作为加热元件，与现有技术中加热片和加热管分体结构不同的是，加热金属杯3材质一致，阻值相同，可有效提高合成运行的稳定性，不仅节约了电能，而且有效提高了合成质量。

实施例二

如图1所示，本实施例的金刚石合成块，包括上面实施例一的超硬材料合成用加热附件结构、白云石块7、叶腊石块8和导电堵头6；白云石块7位于加热金属杯3的外侧，且与加热金属杯3的高度相等；叶腊石块8位于白云石块7的外侧，由于叶腊石块8要形成容纳其他所有部件的中空腔体，所以叶腊石块8比白云石块7的高度高。导电堵头6设置于加热金属杯3的上下两侧，导电堵头6分为两部分，分别是水平部601和竖直部602，导电堵头6的竖直部602端部与加热金属杯3相接触。

该金刚石合成块还包括位于导电堵头6、加热金属杯3与叶腊石块8之间的复合保温块，复合保温块包括白云石环4和叶腊石环5。白云石环4设置于加热金属杯3的上下两侧，且在水平方向上位于叶腊石块8与导电堵头6的竖直部602之间。叶腊石环5在水平方向上位于叶腊石块8与导电堵头6的竖直部602之间，在竖直方向上位于白云石环4与导电堵头6的水平部601之间。

本实施例在石墨柱1的两端和外围增设叶腊石环5、白云石环4、叶腊石块8、白云石块7以及白云石杯2，使合成腔体两端和四周温度均匀性显著提高，可大幅度地减少热量散失，使金刚石合成块的保温性能良好，满足长时间合成生长；另外，采用加热金属杯3作为加热元件，能够保证金刚石合成块腔体内部温度的稳定性，提高金刚石的合成质量。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的 “一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非现定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

最后需要说明的是：以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，仅用于说明本实用新型的技术方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种超硬材料合成用加热附件结构，其特征在于，包括：

石墨柱；

2.根据权利要求1所述的超硬材料合成用加热附件结构，其特征在于，所述两个一端开口的加热金属杯子由耐高温合金板冲压而成。

3.根据权利要求1所述的超硬材料合成用加热附件结构，其特征在于，所述加热金属杯的壁厚和杯底的厚度相等，尺寸为0.1～0.3mm。

4.根据权利要求3所述的超硬材料合成用加热附件结构，其特征在于，所述加热金属杯的外径为50～80mm。

5.一种金刚石合成块，其特征在于，包括：

权利要求1至4任一项所述的超硬材料合成用加热附件结构；

叶腊石块，位于所述白云石块的外侧；

6.根据权利要求5所述的金刚石合成块，其特征在于，所述导电堵头分为两部分，分别是水平部和竖直部。

7.根据权利要求6所述的金刚石合成块，其特征在于，还包括位于导电堵头、加热金属杯与叶腊石块之间的复合保温块，所述复合保温块包括白云石环和叶腊石环。

8.根据权利要求7所述的金刚石合成块，其特征在于，所述白云石环设置于加热金属杯的上下两侧，且在水平方向上位于叶腊石块与导电堵头的竖直部之间。

9.根据权利要求8所述的金刚石合成块，其特征在于，所述叶腊石环在水平方向上位于叶腊石块与导电堵头的竖直部之间，在竖直方向上位于白云石环与导电堵头的水平部之间。