CN220546923U - 复合片合成内腔体及合成装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种复合片合成内腔体，包括石墨管和一对石墨保温片，所述石墨保温片设置在所述石墨管的上下两端，所述石墨保温片包括石墨环和套接在石墨环内部的白云石复合片，所述白云石复合片包括白云石片和涂覆在所述白云石片外表面的氯化钠层，所述白云石复合片内侧设置有钢片，所述钢片内侧设置有盐片，一对所述盐片之间设置有至少一个复合片合成体，所述复合片合成体包括杯体和杯盖，所述杯体底部平铺有硬质合金料层，所述杯体顶部平铺有超硬材料层。该合成内腔体改善了合成过程中腔体内的温度和压力差，使合成期间温度场和压力场更加均一稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及复合片合成领域，具体的说，涉及了一种复合片合成内腔体及合成装置。
背景技术
国内现有的复合片主要采用六面顶压机合成，其主要是将外部的超高压力通过传压介质的密封和传递，使反应腔体内产生超高压强。同时利用反应腔体内壁的电阻加热体产生的高温，使反应腔体内产生高温，以满足复合片的合成条件。由于适合的温度和压力是通过传导和传递实现的，在反应腔体内不可避免地存在压强梯度和温度梯度。复合片的面积越大压力及温度不均的现象就越明显，导致最终产品性能的均匀性很难控制。
授权公告号为CN2524825Y的实用新型专利具体公开了一种用于调整高温高压合成腔体内部温度分布的电阻加热体，包括加热体筒体，所述加热体筒体至少是由电阻率相异的上下三部分加热体构成，从中心到两端的各加热体其电阻率逐渐增大。通过此种结构，改变了高温高压合成反应室内部的温度分布。但该合成腔体依然存在腔体两端的压力不稳定的现象。
实用新型内容
为了改善合成过程中腔体内的温度和压力差，使合成期间温度场和压力场更加均一稳定，本实用新型所采用的技术方案是：一种复合片合成内腔体，包括石墨管和一对石墨保温片，所述石墨保温片设置在所述石墨管的上下两端，
所述石墨保温片包括石墨环和套接在石墨环内部的白云石复合片，所述白云石复合片包括白云石片和涂覆在所述白云石片外表面的氯化钠层，所述白云石复合片内侧设置有钢片，所述钢片内侧设置有盐片，一对所述盐片之间设置有至少一个复合片合成体，所述复合片合成体包括杯体和杯盖，所述杯体底部平铺有硬质合金料层，所述杯体顶部平铺有超硬材料层。
基于上述，为了进一步改善高温高压合成反应室内部的温度分布，所述石墨管为拼接式石墨管，所述拼接式石墨管包括多个上下拼接且对称设置的加热石墨管，且从中心到两端的所述加热石墨管的电阻率逐渐增大。
基于上述，从中心到两端处于对称位置的两个所述加热石墨管的电阻率相同。
基于上述，多个所述加热石墨管的内径和外径相同。
基于上述，为了便于控制，所述拼接式石墨管包括三个上下拼接且对称设置的加热石墨管，位于两端的两个加热石墨管的长度和电阻率相同，位于中心的加热石墨管长度小于位于两端的加热石墨管的长度。
基于上述，为了便于组装，所述石墨环的厚度与所述白云石复合片的厚度相同。
基于上述，为了提高合成效率，一对所述石墨保温片之间设置有至少两个所述复合片合成体，相邻两个所述复合片合成体之间设置有石墨片层。
基于上述，为了均匀布置，一对所述石墨保温片之间设置有偶数个所述复合片合成体，相邻两个所述复合片合成体之间设置有石墨片层，偶数个所述复合片合成体上下对称设置。
基于上述，所述杯体的材质和所述杯盖的材质为金属铌、金属锆、金属钼或金属钽。
本实用新型还提供一种复合片合成装置，包括中空叶腊石传压块和一对导电钢圈，所述中空叶腊石传压块内部设置有上述复合片合成内腔体，所述中空叶腊石传压块的内侧壁与所述石墨管的外侧壁相贴合，所述导电钢圈设置在所述石墨保温片上。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型提供的复合片合成内腔体，利用加热石墨管上下端口处封装的石墨保温片，不仅防止热量的外散，而且石墨保温片中的白云石片在高温高压下受热产生的气体会向腔体中间低压区流动，使腔体两端的压力保持稳定。更重要的是，白云石复合片外层的氯化钠层能使整个腔体内部的压力保持均匀，处于等静压状态。
进一步的，采用由直径相同的上、中、下三部分构成的电阻率各异的加热石墨管，可以通过加热石墨管沿轴向不同位置分为电阻值不同的多个部分，从而改变了高温高压腔体内的温度分布，使中间部位和上、下两端的温度场减小。
因此，该复合片合成内腔体，改善了合成过程中腔体内的温度和压力差，使合成期间温度场和压力场更加均一稳定。
附图说明
图1是本实用新型实施例1提供的复合片合成内腔体整体装配结构示意图。
图2是本实用新型实施例1提供的复合片合成内腔体中的石墨保温片结构示意图。
图3是本实用新型实施例1提供的复合片合成内腔体中的白云石复合片剖面结构示意图。
图4是本实用新型实施例2提供的复合片合成内腔体整体装配结构示意图。
图5是本实用新型实施例3提供的复合片合成内腔体局部结构示意图。
图6是本实用新型实施例4提供的含有复合片合成内腔体的合成装置结构示意图。
图中：1、石墨环；2、端部加热石墨管；3、白云石复合片；4、中部加热石墨管；5、钢片；6、盐片；7、硬质合金料层；8、超硬材料层；9、石墨片层；10、白云石片；11、氯化钠层；12、杯盖；13、杯体；14、中空叶腊石传压块；15、导电钢圈。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种复合片合成内腔体，如图1、图2、图3所示，包括石墨管和一对石墨保温片，所述石墨保温片设置在所述石墨管的上下两端。
具体地，如图2和图3所示，所述石墨保温片包括石墨环1和套接在石墨环1内部的白云石复合片3。所述白云石复合片3包括白云石片10和涂覆在所述白云石片10外表面的氯化钠层11。
所述白云石复合片3内侧设置有钢片5，所述钢片5内侧设置有盐片6。其中本实施例中盐片6为锆盐片。
一对所述盐片6之间设置有一个复合片合成体。具体地，所述复合片合成体包括杯体13和杯盖12，所述杯体13底部平铺有硬质合金料层7，所述杯体顶部平铺有超硬材料层8。
本实施例中，为了进一步改善高温高压合成反应室内部的温度分布，所述石墨管为拼接式石墨管，所述拼接式石墨管包括三上下拼接且对称设置的加热石墨管。按照位置，具体分为两个端部加热石墨管2和一个中部加热石墨管4。
本实施例中，从中心到两端的所述加热石墨管的电阻率逐渐增大。且从中心到两端处于对称位置的两个所述加热石墨管的电阻率相同。三个所述加热石墨管的内径和外径相同。位于两端的两个加热石墨管的长度和电阻率相同，位于中心的加热石墨管长度小于位于两端的加热石墨管的长度。
本实施例中，为了便于组装，所述石墨环1的厚度与所述白云石复合片3的厚度相同。石墨环的外径为50mm，厚度为2.5mm。白云石片的外径为30mm，厚度为2.5mm。
本实施例中，所述杯体13的材质和所述杯盖12的材质为金属铌。
实施例2
本实施例提供一种复合片合成内腔体，具体结构与实施例1的区别在于，本实施例中：如图4所示，为了提高合成效率，一对所述石墨保温片之间设置有两个所述复合片合成体，相邻两个所述复合片合成体之间设置有石墨片层9。本实施例中，所述杯体的材质和所述杯盖的材质为金属锆。
实施例3
本实施例提供一种复合片合成内腔体，具体结构与实施例1的区别在于，本实施例中：如图5所示，为了均匀布置，一对所述石墨保温片之间设置有四个所述复合片合成体，相邻两个所述复合片合成体之间设置有石墨片层9，四个所述复合片合成体上下对称设置。
本实施例中，所述杯体的材质和所述杯盖的材质为金属钼。
实施例4
本实施例提供一种复合片合成装置，如图6所示，包括中空叶腊石传压块14和一对导电钢圈15，所述中空叶腊石传压块内部设置有实施例2提供的复合片合成内腔体。所述中空叶腊石传压块14的内侧壁与所述石墨管的外侧壁相贴合，所述导电钢圈15设置在所述石墨保温片上。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (10)
1.一种复合片合成内腔体，其特征在于：包括石墨管和一对石墨保温片，所述石墨保温片设置在所述石墨管的上下两端，
所述石墨保温片包括石墨环和套接在石墨环内部的白云石复合片，所述白云石复合片包括白云石片和涂覆在所述白云石片外表面的氯化钠层，所述白云石复合片内侧设置有钢片，所述钢片内侧设置有盐片，一对所述盐片之间设置有至少一个复合片合成体，所述复合片合成体包括杯体和杯盖，所述杯体底部平铺有硬质合金料层，所述杯体顶部平铺有超硬材料层。
2.根据权利要求1所述的复合片合成内腔体，其特征在于：所述石墨管为拼接式石墨管，所述拼接式石墨管包括多个上下拼接且对称设置的加热石墨管，且从中心到两端的所述加热石墨管的电阻率逐渐增大。
3.根据权利要求2所述的复合片合成内腔体，其特征在于：从中心到两端处于对称位置的两个所述加热石墨管的电阻率相同。
4.根据权利要求2 或3所述的复合片合成内腔体，其特征在于：多个所述加热石墨管的内径和外径相同。
5.根据权利要求4 所述的复合片合成内腔体，其特征在于：所述拼接式石墨管包括三个上下拼接且对称设置的加热石墨管，位于两端的两个加热石墨管的长度和电阻率相同，位于中心的加热石墨管长度小于位于两端的加热石墨管的长度。
6.根据权利要求1或2或3 所述的复合片合成内腔体，其特征在于：所述石墨环的厚度与所述白云石复合片的厚度相同。
7.根据权利要求6所述的复合片合成内腔体，其特征在于：一对所述石墨保温片之间设置有至少两个所述复合片合成体，相邻两个所述复合片合成体之间设置有石墨片层。
8.根据权利要求6 所述的复合片合成内腔体，其特征在于：一对所述石墨保温片之间设置有偶数个所述复合片合成体，相邻两个所述复合片合成体之间设置有石墨片层，偶数个所述复合片合成体上下对称设置。
9.根据权利要求8 所述的复合片合成内腔体，其特征在于：所述杯体的材质和所述杯盖的材质为金属铌、金属锆、金属钼或金属钽。
10.一种复合片合成装置，其特征在于：包括中空叶腊石传压块和一对导电钢圈，所述中空叶腊石传压块内部设置有权利要求1至9任一项所述的复合片合成内腔体，所述中空叶腊石传压块的内侧壁与所述石墨管的外侧壁相贴合，所述导电钢圈设置在所述石墨保温片上。
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