大顆粒金剛石合成柱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及金剛石合成技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種大顆粒金剛石合成柱。
【背景技術(shù)】
[0002]經(jīng)過多年發(fā)展，我國金剛石的生產(chǎn)技術(shù)大大提高，合成腔體也由直徑25mm以下腔體提高到35mm以上腔體為主。因?yàn)樵谕瑯拥慕M裝加熱方式下，合成腔體的擴(kuò)大必然會導(dǎo)致合成腔體內(nèi)溫差和壓力差急劇增大，使得優(yōu)晶區(qū)所占比例變小而局部的劣晶區(qū)范圍變大，造成金剛石生長不均，不利于金剛石的合成。事實(shí)上，很多企業(yè)在生產(chǎn)過程中僅僅是將設(shè)備、材料及工藝參數(shù)等進(jìn)行簡單的放大，雖然單次產(chǎn)量提高了，但產(chǎn)品質(zhì)量并沒有明顯提高，甚至有的大顆粒金剛石質(zhì)量還不如原來小顆粒的質(zhì)量，生產(chǎn)價值并不高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決上述大顆粒金剛石在生產(chǎn)過程中合成腔體內(nèi)溫度和壓力梯度過大的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種優(yōu)化腔體結(jié)構(gòu)且能明顯改善腔內(nèi)溫度及壓力分布狀況、提高金剛石合成質(zhì)量的大顆粒金剛石合成柱。
[0004]本實(shí)用新型提供的一種大顆粒金剛石合成柱，包括導(dǎo)電鋼圈、柱芯和柱壁，所述導(dǎo)電鋼圈分設(shè)于所述柱芯的兩端，所述柱壁外包于所述導(dǎo)電鋼圈和所述柱芯；
[0005]所述柱芯包括低阻圈、保溫片、觸媒片和石墨片，所述低阻圈為一兩端封閉的中空圓管套，且其材質(zhì)為低電阻材料，所述保溫片分設(shè)于所述低阻圈兩端的內(nèi)壁，所述觸媒片和所述石墨片相互交叉疊放于所述低阻圈的空腔內(nèi)，且其兩端與所述保溫片連接；
[0006]所述柱壁包括白云石襯管和葉臘石塊，所述白云石襯管外包于所述低阻圈，所述葉臘石塊外包于所述白云石襯管和所述導(dǎo)電鋼圈。
[0007]在本實(shí)用新型提供的大顆粒金剛石合成柱的一種較佳實(shí)施例中，所述大顆粒金剛石合成柱還包括堵頭，所述堵頭與所述柱芯的兩端連接，且填充于所述導(dǎo)電鋼圈的空隙處。
[0008]在本實(shí)用新型提供的大顆粒金剛石合成柱的一種較佳實(shí)施例中，所述保溫片為圓環(huán)形，其數(shù)量為二且分設(shè)于所述低阻圈兩端的內(nèi)壁，所述保溫片的兩面分別與所述低阻圈的內(nèi)壁和所述觸媒片連接。
[0009]在本實(shí)用新型提供的大顆粒金剛石合成柱的一種較佳實(shí)施例中，所述保溫片的外圓直徑與所述低阻圈的內(nèi)腔直徑等長。
[0010]在本實(shí)用新型提供的大顆粒金剛石合成柱的一種較佳實(shí)施例中，所述導(dǎo)電鋼圈的截面呈形，其接觸面較小的一端分別與所述柱芯的兩端連接。
[0011]在本實(shí)用新型提供的大顆粒金剛石合成柱的一種較佳實(shí)施例中，所述白云石襯管及所述葉臘石塊均為兩端開口的中空圓管套。
[0012]在本實(shí)用新型提供的大顆粒金剛石合成柱的一種較佳實(shí)施例中，所述白云石襯管內(nèi)嵌于所述葉臘石塊的內(nèi)表面，且所述白云石襯管的長度與所述低阻圈的長度一致。
[0013]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供的大顆粒金剛石合成柱具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0014]—、所述大顆粒金剛石合成柱通過設(shè)置所述低阻圈和所述保溫片，將合成棒與外界間局部絕緣并形成保溫隔熱層，使合成腔內(nèi)具有更好的熱平衡，減小了溫度梯度，改善了金剛石的合成環(huán)境，有利于控制晶型、提高優(yōu)晶比例并整體提高合成金剛石的強(qiáng)度。
[0015]二、所述大顆粒金剛石合成柱改善了所述觸媒片的成分，使合成的金剛石晶型更為完整，抗熱沖擊強(qiáng)度高，具有良好的加工及機(jī)械性能。
[0016]三、所述大顆粒金剛石合成柱采用非恒功率加熱的匹配工藝，因其更符合金剛石的生長機(jī)理，減小了合成腔內(nèi)的壓力梯度，有效限制了金剛石因出現(xiàn)壓力下降或溫度過高的情況而發(fā)生逆轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
[0018]圖1是本實(shí)用新型提供的大顆粒金剛石合成柱一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0020]請參閱圖1，為本實(shí)用新型提供的大顆粒金剛石合成柱一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。所述大顆粒金剛石合成柱1包括堵頭11、導(dǎo)電鋼圈12、柱芯13和柱壁14。所述堵頭11和所述導(dǎo)電鋼圈12均分設(shè)于所述柱芯13的兩端，所述柱壁14外包于所述導(dǎo)電鋼圈12和所述柱芯13。
[0021]所述堵頭11與所述柱芯13的兩端連接，且填充于所述導(dǎo)電鋼圈11的空隙處。
[0022]所述導(dǎo)電鋼圈12的截面呈31形，其接觸面較小的一端分別與所述柱芯13的兩端連接。
[0023]所述柱芯13包括低阻圈131、保溫片132、觸媒片133和石墨片134。所述觸媒片133和所述石墨片134相互交叉疊放于所述低阻圈131內(nèi)部，所述保溫片132與所述低阻圈131的內(nèi)壁連接。
[0024]所述低阻圈131為一兩端封閉的中空圓管套，其材質(zhì)為低電阻材料，可將內(nèi)部的合成棒包裹并與外界間局部絕緣，形成保溫隔熱層，使合成腔內(nèi)具有更好的熱平衡，減小了溫度梯度，改善了金剛石的合成環(huán)境，有利于控制晶型、提高優(yōu)晶比例并整體提高合成金剛石的強(qiáng)度。
[0025]所述保溫片132為圓環(huán)形，其數(shù)量為二且分設(shè)于所述低阻圈131兩端的內(nèi)壁，所述保溫片132的外圓直徑與所述低阻圈131的內(nèi)腔直徑等長，所述保溫片132的兩面分別與所述低阻圈131的內(nèi)壁和所述觸媒片133連接。
[0026]所述觸媒片133為圓片狀，其直徑與所述保溫片132的外圓直徑等長，所述觸媒片133作為觸媒能使合成的金剛石晶型更為完整，抗熱沖擊強(qiáng)度高，具有良好的加工及機(jī)械性會泛。
[0027]所述石墨片134為圓片狀，其直徑與所述觸媒片133的直徑等長，主要成分為納米級的石墨粉和微量的金剛石粉末。
[0028]所述柱壁包括白云石襯管141和葉臘石塊142，所述白云石襯管141內(nèi)嵌于所述葉臘石塊142的內(nèi)表面。
[0029]所述白云石襯管141為兩端開口的中空圓管套，其外包于所述低阻圈131且長度與所述低阻圈131的長度一致。
[0030]所述葉臘石塊142為兩端開口的中空圓管套，其外包于所述白云石襯管141和所述導(dǎo)電鋼圈組成的整體。
[0031]因?yàn)殡S著生產(chǎn)的進(jìn)行，金剛石的晶體逐漸長大，葉臘石也出現(xiàn)了相變收縮，這些情況均會引起合成腔內(nèi)的壓力下降并在腔內(nèi)存在局部高溫區(qū)，導(dǎo)致金剛石逆轉(zhuǎn)化。所以所述大顆粒金剛石合成柱1采用了了非恒功率加熱匹配工藝，其在中后期合成壓力遞增而合成功率遞減，整個加熱曲線的變化更符合金剛石的生長機(jī)理，能減小合成腔內(nèi)的壓力梯度，有效限制了金剛石因出現(xiàn)壓力下的逆轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。
[0032]本實(shí)用新型提供的大顆粒金剛石合成柱1具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0033]一、所述大顆粒金剛石合成柱1通過設(shè)置所述低阻圈131和所述保溫片132，將合成棒與外界間局部絕緣并形成保溫隔熱層，使合成腔內(nèi)具有更好的熱平衡，減小了溫度梯度，改善了金剛石的合成環(huán)境，有利于控制晶型、提高優(yōu)晶比例并整體提高合成金剛石的強(qiáng)度。
[0034]二、所述大顆粒金剛石合成柱1改善了所述觸媒片133的成分，使合成的金剛石晶型更為完整，抗熱沖擊強(qiáng)度高，具有良好的加工及機(jī)械性能。
[0035]三、所述大顆粒金剛石合成柱1采用非恒功率加熱的匹配工藝，因其更符合金剛石的生長機(jī)理，減小了合成腔內(nèi)的壓力梯度，有效限制了金剛石因出現(xiàn)壓力下降或溫度過高的情況而發(fā)生逆轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。
[0036]以上所述僅為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大顆粒金剛石合成柱，包括導(dǎo)電鋼圈、柱芯和柱壁，所述導(dǎo)電鋼圈分設(shè)于所述柱芯的兩端，所述柱壁外包于所述導(dǎo)電鋼圈和所述柱芯，其特征在于， 所述柱芯包括低阻圈、保溫片、觸媒片和石墨片，所述低阻圈為一兩端封閉的中空圓管套，且其材質(zhì)為低電阻材料，所述保溫片分設(shè)于所述低阻圈兩端的內(nèi)壁，所述觸媒片和所述石墨片相互交叉疊放于所述低阻圈的空腔內(nèi)，且其兩端與所述保溫片連接； 所述柱壁包括白云石襯管和葉臘石塊，所述白云石襯管外包于所述低阻圈，所述葉臘石塊外包于所述白云石襯管和所述導(dǎo)電鋼圈。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大顆粒金剛石合成柱，其特征在于，所述大顆粒金剛石合成柱還包括堵頭，所述堵頭與所述柱芯的兩端連接，且填充于所述導(dǎo)電鋼圈的空隙處。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大顆粒金剛石合成柱，其特征在于，所述保溫片為圓環(huán)形，其數(shù)量為二且分設(shè)于所述低阻圈兩端的內(nèi)壁，所述保溫片的兩面分別與所述低阻圈的內(nèi)壁和所述觸媒片連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大顆粒金剛石合成柱，其特征在于，所述保溫片的外圓直徑與所述低阻圈的內(nèi)腔直徑等長。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大顆粒金剛石合成柱，其特征在于，所述導(dǎo)電鋼圈的截面呈 形，其接觸面較小的一端分別與所述柱芯的兩端連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大顆粒金剛石合成柱，其特征在于，所述白云石襯管及所述葉臘石塊均為兩端開口的中空圓管套。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大顆粒金剛石合成柱，其特征在于，所述白云石襯管內(nèi)嵌于所述葉臘石塊的內(nèi)表面，且所述白云石襯管的長度與所述低阻圈的長度一致。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種大顆粒金剛石合成柱。所述大顆粒金剛石合成柱包括導(dǎo)電鋼圈、柱芯和柱壁，所述導(dǎo)電鋼圈分設(shè)于所述柱芯的兩端，所述柱壁外包于所述導(dǎo)電鋼圈和所述柱芯；所述柱芯包括低阻圈、保溫片、觸媒片和石墨片，所述低阻圈為低電阻材料制得的一兩端封閉的中空圓管套，所述保溫片設(shè)于所述低阻圈兩端的內(nèi)壁，所述觸媒片和所述石墨片相互交叉疊放于所述低阻圈空腔內(nèi)，其兩端與所述保溫片連接；所述柱壁包括白云石襯管和葉臘石塊，所述白云石襯管外包于所述低阻圈，所述葉臘石塊外包于所述白云石襯管和所述導(dǎo)電鋼圈。本實(shí)用新型提供的大顆粒金剛石合成柱能改善合成腔內(nèi)溫度及壓力的分布狀況，提供有利生長環(huán)境，提高大顆粒金剛石的合成質(zhì)量。
【IPC分類】B01J3/06, C01B31/06
【公開號】CN205020051
【申請?zhí)枴緾N201520586132
【發(fā)明人】陳立舫
【申請人】博海新材料（長沙）有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年8月6日