專利名稱：一種金剛石合成塊的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于超硬材料合成技術領域，特別涉及一種金剛石合成塊。
背景技術：
在超硬材料合成領域，超高溫高壓條件下的合成塊是由石墨與觸媒混合粉制成的石墨柱、石墨柱外圍的絕緣元件和加熱元件、石墨柱兩端的導電鋼圈、傳壓密封介質按照一定方式組裝而成的塊狀體。具體組裝方式為從外到內依次組裝，外圍采用葉蠟石與白云石復合介質作為傳壓密封材料，兩端采用導電鋼圈進行通電加熱，導電鋼圈與內側的加熱元件緊密接觸，通電時通過導電鋼圈使加熱元件本身發熱，然后經過加熱元件內側緊密接觸的絕緣元件將熱量傳至與絕緣元件內側緊密接觸的石墨柱，使石墨與觸媒在超高溫高壓條件下轉化為金剛石。由于石墨具有隨溫度上升而強度上升的特性，以及石墨本身具有比較高的熱導率且具有各向異性等特點，故而把石墨這種耐高溫材料作為高溫高壓合成腔體內的發熱元件。具體做法是將柔性石墨壓制成型為石墨紙，利用裁紙刀將石墨紙裁成合適尺寸，將裁好的石墨紙包裹于石墨柱的外圍與兩端，然后裝于葉蠟石復合塊內即可通電，在導電鋼圈的作用下發熱元件對石墨柱發熱，從而使石墨柱內的石墨轉化為金剛石。為保證導電鋼圈與加熱元件有良好的接觸，避免產生電阻過大或不導電現象，合成塊中的導電鋼圈直接壓在加熱元件上，導電鋼圈與加熱元件為線面接觸，且導電鋼圈的硬度遠大于加熱元件的硬度，在合成過程中，導電鋼圈極易切透加熱元件，直接接觸內部的絕緣介質或者石墨柱，容易導致電阻過大，引起導電傳熱性能嚴重下降。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種可有效防止電阻過大、保證導電傳熱性能的金剛石合成塊。為實現上述目的，本實用新型的技術方案是一種金剛石合成塊，包括石墨柱、石墨柱兩端的導電鋼圈和石墨柱與導電鋼圈外圍的葉蠟石塊，導電鋼圈內填充有葉蠟石環與白云石環，石墨柱外圍設有加熱元件，所述加熱元件與導電鋼圈之間設有導電墊片。所述葉蠟石塊內壁中部設有凹槽，凹槽內設有白云石襯管。所述加熱元件和石墨柱之間設有絕緣元件。與現有技術相比，本實用新型的優點是1、在石墨柱外圍設有加熱元件，加熱元件包括加熱管和加熱片，在加熱片與導電鋼圈之間設有導電墊片，在合成過程中，導電鋼圈通過導電墊片壓在加熱片上，能有效防止導電鋼圈切透加熱片，且接觸良好、導電性能良好，可防止引起電阻過大及電阻過大導致的導電傳熱性能下降，從而為金剛石的生長提供一個均勻而又穩定的壓力溫度場，金剛石的優晶比例明顯上升。2、采用本實用新型可以使金剛石的優晶比例提高到40. 5%左右，相比之前提高
310. 5%左右。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示的金剛石合成塊，其包括石墨柱5、石墨柱5兩端的導電鋼圈2和石墨柱5與導電鋼圈2外圍的葉蠟石塊1，石墨柱5由石墨和觸媒粉壓制而成，導電鋼圈2內填充有葉蠟石環7與白云石環8，導電鋼圈2設置在石墨柱5的兩端，葉蠟石塊1設置在石墨柱5與導電鋼圈2的外圍。在石墨柱5外圍設有加熱元件，加熱元件由外至內向石墨柱5 導熱，加熱元件由包裹在石墨柱5外周面上的加熱管3和石墨柱5兩端面上的加熱片31， 在加熱片31與導電鋼圈2之間設有導電墊片9，導電墊片9可以為鐵片、銅片或者鋁片，其厚度一般為0. 5mm-lmm，在合成過程中，導電鋼圈2通過導電墊片9壓在加熱片31上，能有效防止導電鋼圈2切透加熱片31，且接觸良好，防止引起電阻過大及電阻過大導致的導電傳熱性能下降。在加熱元件和石墨柱5之間設有絕緣元件4。在葉蠟石塊1的內壁中部設有凹槽，凹槽內套裝有白云石襯管6，且白云石襯管6的內壁面與葉蠟石塊1的內壁面相平齊，白云石襯管6能有效阻止葉蠟石塊1在高溫高壓下發生相變，為金剛石的生長提供一個均勻而又穩定的壓力溫度場、降低合成表壓，從而提高金剛石的產量和質量。
權利要求1.一種金剛石合成塊，包括石墨柱、石墨柱兩端的導電鋼圈和石墨柱與導電鋼圈外圍的葉蠟石塊，導電鋼圈內填充有葉蠟石環與白云石環，石墨柱外圍設有加熱元件，其特征在于所述加熱元件與導電鋼圈之間設有導電墊片。
2.如權利要求1所述的金剛石合成塊，其特征在于所述葉蠟石塊內壁中部設有凹槽， 凹槽內設有白云石襯管。
3.如權利要求1或2所述的金剛石合成塊，其特征在于所述加熱元件和石墨柱之間設有絕緣元件。
專利摘要本實用新型公開了一種金剛石合成塊，包括石墨柱、石墨柱兩端的導電鋼圈和石墨柱與導電鋼圈外圍的葉蠟石塊，導電鋼圈內填充有葉蠟石環與白云石環，石墨柱外圍設有加熱元件，所述加熱元件與導電鋼圈之間設有導電墊片。在合成過程中，導電鋼圈通過導電墊片壓在加熱片上，能有效防止導電鋼圈切透加熱片，且接觸良好、導電性能良好，可防止引起電阻過大及電阻過大導致的導電傳熱性能下降，從而為金剛石的生長提供一個均勻而又穩定的壓力溫度場，金剛石的優晶比例明顯上升。
文檔編號B01J3/06GK202061610SQ20112012495
公開日2011年12月7日 申請日期2011年4月26日 優先權日2011年4月26日
發明者丁慶才, 劉廣利, 薛勝輝 申請人:鄭州人造金剛石及制品工程技術研究中心有限公司