專利名稱：一種雙向施壓金剛石合成柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金剛石合成技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙向施壓金剛石合成柱。
背景技術(shù)：
超高溫高壓下的金剛石合成塊(如圖1所示)是由合成金剛石所用的原材料合 成柱5，即石墨和觸媒混合粉和位于合成柱5兩端的導(dǎo)電鋼圈1以及合成柱5外圍的加熱 元件3、絕緣元件4、傳壓密封介質(zhì)2按照一定方式組裝而成的塊狀體。組裝方式從外到內(nèi) 為外圍采用傳壓密封介質(zhì)2作為傳壓密封材料，兩端采用導(dǎo)電鋼圈1進(jìn)行通電加熱，導(dǎo)電 鋼圈1與其內(nèi)側(cè)加熱元件3緊密接觸，通電時(shí)通過(guò)導(dǎo)電鋼圈使加熱元件3本身發(fā)熱，然后經(jīng) 過(guò)與加熱元件3內(nèi)側(cè)緊密接觸的絕緣元件4，透過(guò)絕緣元件4把熱量傳至與絕緣元件4內(nèi)側(cè) 緊密接觸的合成柱5，使石墨在超高溫高壓下轉(zhuǎn)化為金剛石。在合成過(guò)程中，作為傳壓密封 介質(zhì)的葉蠟石雖然具有優(yōu)良的傳壓性能，但在超高溫高壓下本身會(huì)發(fā)生相變，即葉蠟石中 的結(jié)晶水會(huì)促使葉蠟石相變成藍(lán)晶石加柯石英，體積收縮，傳壓性能大大降低?？墒窃诤铣?金剛石的后期是金剛石顆粒一個(gè)生長(zhǎng)長(zhǎng)大的過(guò)程，此時(shí)正需要傳遞充足的壓力來(lái)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng) 促使其長(zhǎng)大，傳壓性能的大幅度降低將導(dǎo)致合成壓力傳遞不進(jìn)去。再加上近幾年來(lái)超硬材 料行業(yè)隨著技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，六面頂壓機(jī)合成設(shè)備合成金剛石的合成腔體迅速擴(kuò)大， 從合成塊的組裝方式上來(lái)看，合成柱從外到內(nèi)呈現(xiàn)的壓力分布情況為越來(lái)越小(即壓力分 布不均)，從而造成內(nèi)虛。使生成的金剛石顆粒內(nèi)部氣泡、雜質(zhì)多，缺陷多，且顆粒小，嚴(yán)重 影響金剛石的產(chǎn)品質(zhì)量。若一味的提高合成壓力，由于葉蠟石在超高溫高壓下本身發(fā)生相 變，產(chǎn)生體積收縮，傳壓性能大大降低，壓力傳不進(jìn)去，產(chǎn)品質(zhì)量并不會(huì)得到明顯的變化，且 會(huì)直接影響到六面頂壓機(jī)合成設(shè)備的使用壽命，嚴(yán)重者直接導(dǎo)致設(shè)備在高溫高壓下斷裂爆 炸，不但大大提高了生產(chǎn)成本，而且還存在較大的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠降低合成壓力、傳壓性能好的雙向施壓金剛石合成 柱。為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種雙向施壓金剛石合成柱，合成柱分成上下兩部分，合成柱結(jié)合部位中間分別 向上、下設(shè)置有豎槽。合成柱上下兩部分相等。槽與合成柱形狀相同且與合成柱同心。槽的體積占合成柱體積的10% 50%。槽內(nèi)填充有葉臘石與白云石復(fù)合介質(zhì)。白云石與葉臘石的比例為1 1 9 1。本發(fā)明中，合成柱分成上下兩部分，合成柱結(jié)合部位中間分別向上、下設(shè)置有豎 槽，合成柱上下兩部分相等，槽與合成柱形狀相同且與合成柱同心，槽的體積占合成柱體積的10% 50% (體積過(guò)小，均衡壓力情況降低；體積過(guò)大，影響產(chǎn)量)槽內(nèi)填充有葉臘石 與白云石復(fù)合介質(zhì)，白云石與葉臘石的比例為1 1 9 1，采用這樣的結(jié)構(gòu)，合成柱在 超高溫高壓下合成轉(zhuǎn)化時(shí)，不但受到外在的六個(gè)硬質(zhì)合金所施加的力，同時(shí)由于空心部位 所填充的葉臘石與白云石復(fù)合介質(zhì)熱膨脹系數(shù)大和傳壓性能好(白云石的熱膨脹系數(shù)大， 為2. 7X ΙΟ"5,高溫高壓下不發(fā)生相變；葉蠟石的傳壓性能好)，六個(gè)硬質(zhì)合金施加壓力時(shí)， 槽內(nèi)所填充的葉臘石與白云石復(fù)合介質(zhì)受熱膨脹，體積增大，加上一小部分的傳壓，也開始 向合成柱施加壓力，整個(gè)過(guò)程相當(dāng)于合成柱各個(gè)方位都受到雙向壓制的作用。此作用不但 可以消減一部分外在的六個(gè)硬質(zhì)合金所施加的力，從而來(lái)延長(zhǎng)六面頂壓機(jī)合成設(shè)備的使用 壽命，降低合成壓力；而且可以使合成柱各個(gè)方位所受的力均勻一致，消減了合成柱內(nèi)虛狀 況，從而降低了劣質(zhì)料(等級(jí)較低的金剛石)的比例，提高了優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的比例。利用本發(fā)明合成柱，以直徑60毫米合成柱為例，在保證單次合成產(chǎn)量300克拉正 負(fù)10克拉的情況下金剛石合成壓力由原來(lái)的58 60Mpa降低到51 54Mpa，劣質(zhì)料比 例由原來(lái)的40% 45%下降到了 30% 35%。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中金剛石合成塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為利用本發(fā)明組裝的金剛石合成塊結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖2所示，一種雙向施壓金剛石合成柱，合成柱6分成上下兩部分，合成柱6結(jié) 合部位中間分別向上、下設(shè)置有豎槽7。合成柱6上下兩部分相等。槽7與合成柱6形狀相 同且與合成柱6同心。槽7的體積占合成柱6體積的10% 50%。槽7內(nèi)填充有葉臘石 與白云石復(fù)合介質(zhì)8。白云石與葉臘石的比例為1 1 9 1。合成柱6外側(cè)絕緣元件 4與合成柱6緊密接觸，絕緣元件4外側(cè)為加熱元件3，合成柱6兩端為導(dǎo)電鋼圈1，導(dǎo)電鋼 圈1與加熱元件3之間設(shè)置有傳壓密封介質(zhì)2，導(dǎo)電鋼圈1外側(cè)套設(shè)有傳壓密封介質(zhì)2。
權(quán)利要求
一種雙向施壓金剛石合成柱，其特征在于，合成柱分成上下兩部分，合成柱結(jié)合部位中間分別向上、下設(shè)置有豎槽。
2.如權(quán)利要求1所述的雙向施壓金剛石合成柱，其特征在于，合成柱上下兩部分相等。
3.如權(quán)利要求1或2所述的雙向施壓金剛石合成柱，其特征在于，槽與合成柱形狀相同 且與合成柱同心。
4.如權(quán)利要求3所述的雙向施壓金剛石合成柱，其特征在于，槽的體積占合成柱體積 的 10% 50%。
5.如權(quán)利要求4所述的雙向施壓金剛石合成柱，其特征在于，槽內(nèi)填充有葉臘石與白 云石復(fù)合介質(zhì)。
6.如權(quán)利要求5所述的雙向施壓金剛石合成柱，其特征在于，白云石與葉臘石的比例 為 1 1 9 1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙向施壓金剛石合成柱，屬于金剛石合成技術(shù)領(lǐng)域，合成柱分成上下兩部分，合成柱結(jié)合部位中間分別向上、下設(shè)置有豎槽。利用本發(fā)明進(jìn)行金剛石合成，能夠降低合成壓力，降低劣質(zhì)產(chǎn)品的比例，合成效果好。
文檔編號(hào)B01J3/06GK101890320SQ201010240019
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者薛勝輝 申請(qǐng)人:鄭州人造金剛石及制品工程技術(shù)研究中心有限公司