專利名稱：外間接加熱式金剛石合成塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于金剛石合成技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種外間接加熱式金剛石合成塊。
背景技術(shù)：
金剛石合成過(guò)程中使用的金剛石合成塊結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括金剛石合成柱11，合成柱11兩端設(shè)置復(fù)合導(dǎo)電隔熱裝置1，合成柱11及復(fù)合導(dǎo)電隔熱裝置1外側(cè)套設(shè)內(nèi)嵌傳壓介質(zhì)圓筒3的密封介質(zhì)圓筒4，傳壓介質(zhì)圓筒3嵌入密封介質(zhì)圓筒4內(nèi)檐之中。該合成塊加熱方式屬于直接加熱式，電流通過(guò)合成柱11本身而發(fā)熱。采用上述合成塊進(jìn)行金剛石合成存在如下技術(shù)問(wèn)題(1)所需電流大，導(dǎo)致能耗高，錘耗大；(2)合成柱溫度不均勻—中心高、外圍低，導(dǎo)致金剛石生長(zhǎng)不均勻；(3)反應(yīng)過(guò)程中隨著合成柱材料變化，導(dǎo)致電流大小發(fā)生變化，影響金剛石生長(zhǎng)的穩(wěn)定性。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于提供一種合成效果好的外間接加熱式金剛石合成塊為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案外間接加熱式金剛石合成塊，包括金剛石合成柱，合成柱兩端設(shè)置有復(fù)合導(dǎo)電隔熱裝置，合成柱及復(fù)合導(dǎo)電隔熱裝置外側(cè)套設(shè)有密封傳壓介質(zhì)，密封傳壓介質(zhì)及復(fù)合導(dǎo)電隔熱裝置與合成柱之間自外向內(nèi)依次設(shè)置有發(fā)熱元件、傳熱絕緣元件和隔離元件。
發(fā)熱元件、傳熱絕緣元件和隔離元件均為兩端封閉的圓管。
發(fā)熱元件由石墨圓管和覆蓋圓管兩端的石墨圓片組成；傳熱絕緣元件由兩個(gè)一端封閉的堿土金屬氧化物圓管扣合而成；隔離元件由金屬圓管和覆蓋圓管的金屬圓片組成。
本實(shí)用新型中，發(fā)熱元件、傳熱絕緣元件厚度為1-5mm，發(fā)熱元件作用是導(dǎo)電發(fā)熱，傳熱絕緣元件作用是傳熱和電絕緣，隔離元件厚度0.1-1.0mm，其作用是防止合成柱被外部雜質(zhì)污染。發(fā)熱元件、傳熱絕緣元件和隔離元件從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)均為兩端封閉的圓管，可采用多種工藝加工而成。例如，對(duì)于發(fā)熱元件，可用擠壓法制成石墨圓管、再在兩端覆蓋石墨圓片形成；也可以用柔性石墨紙卷繞成石墨圓管、再在兩端覆蓋柔性石墨圓片形成。對(duì)于傳熱絕緣元件，可先加工成堿土金屬氧化物圓管、再在兩端覆蓋堿土金屬氧化物圓片形成；也可以直接加工成兩個(gè)一端封閉的堿土金屬氧化物圓管扣合形成。
利用本實(shí)用新型進(jìn)行金剛石合成，將原來(lái)的內(nèi)部直接加熱方式改為外部間接加熱方式，電流不再通過(guò)合成柱，而是通過(guò)外圍的發(fā)熱元件由外向內(nèi)傳熱。這種加熱方式有效地改變了合成柱溫度內(nèi)高外低的情況，內(nèi)外溫度分布趨于均勻，可顯著提高金剛石的產(chǎn)量和質(zhì)量；加熱電流減小，不僅節(jié)省電能，更重要的是降低了硬質(zhì)合金頂錘的錘耗，金剛石的生產(chǎn)成本得以降低；有效防止了加熱電流的變化，有利于穩(wěn)定生長(zhǎng)優(yōu)質(zhì)金剛石；隔離層的設(shè)置可以防止合成柱被外部的物質(zhì)污染，為金剛石生長(zhǎng)提供一個(gè)清潔的環(huán)境，合成金剛石純度高。
利用本實(shí)用新型中合成塊，以直徑38毫米合成柱為例，金剛石單產(chǎn)由原來(lái)的60克拉提高到80克拉以上，優(yōu)質(zhì)金剛石比率由原來(lái)的20％～30％提高到40％左右，金剛石成本降低約30％。
本實(shí)用新型適用于我國(guó)金剛石生產(chǎn)廠家使用的各種六面頂壓機(jī)(包括傳統(tǒng)的有缸壓機(jī)和新型的無(wú)缸壓機(jī))，也適用于歐美各國(guó)廣泛采用的兩面頂壓機(jī)。


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為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖2所示，外間接加熱式金剛石合成塊包括金剛石合成柱11，合成柱11兩端設(shè)置有復(fù)合導(dǎo)電隔熱裝置1，合成柱11及復(fù)合導(dǎo)電隔熱裝置1外側(cè)套設(shè)有密封傳壓介質(zhì)2，密封傳壓介質(zhì)2及復(fù)合導(dǎo)電隔熱裝置1與合成柱11之間自外向內(nèi)依次設(shè)置有發(fā)熱元件13、傳熱元件12和隔離元件14。發(fā)熱元件13由石墨圓管5和覆蓋圓管5兩端的石墨圓片6組成；傳熱元件12由兩個(gè)一端封閉的堿土金屬氧化物圓管9扣合而成；隔離元件14由金屬圓管10和覆蓋圓管的金屬圓片7組成。
權(quán)利要求1.外間接加熱式金剛石合成塊，包括金剛石合成柱，合成柱兩端設(shè)置有復(fù)合導(dǎo)電隔熱裝置，合成柱及復(fù)合導(dǎo)電隔熱裝置外側(cè)套設(shè)有密封傳壓介質(zhì)，其特征在于，密封傳壓介質(zhì)及復(fù)合導(dǎo)電隔熱裝置與合成柱之間自外向內(nèi)依次設(shè)置有發(fā)熱元件、傳熱絕緣元件和隔離元件。
2.如權(quán)利要求1所述的外間接加熱式金剛石合成塊，其特征在于，發(fā)熱元件、傳熱絕緣元件和隔離元件均為兩端封閉的圓管。
3.如權(quán)利要求2所述的外間接加熱式金剛石合成塊，其特征在于，發(fā)熱元件由石墨圓管和覆蓋圓管兩端的石墨圓片組成；傳熱絕緣元件由兩個(gè)一端封閉的堿土金屬氧化物圓管扣合而成；隔離元件由金屬圓管和覆蓋圓管的金屬圓片組成。
專利摘要外間接加熱式金剛石合成塊，屬于金剛石合成技術(shù)領(lǐng)域。包括金剛石合成柱，合成柱兩端設(shè)置有復(fù)合導(dǎo)電隔熱裝置，合成柱及復(fù)合導(dǎo)電隔熱裝置外側(cè)套設(shè)有密封傳壓介質(zhì)，密封傳壓介質(zhì)及復(fù)合導(dǎo)電隔熱裝置與合成柱之間自外向內(nèi)依次設(shè)置有發(fā)熱元件、傳熱元件和隔離元件。利用本實(shí)用新型合成塊進(jìn)行金剛石合成，金剛石單產(chǎn)高，優(yōu)質(zhì)率高，生產(chǎn)成本低。
文檔編號(hào)B01J3/06GK2863236SQ200620029870
公開(kāi)日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2006年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月23日
發(fā)明者劉杰, 王秦生, 馬克鍵 申請(qǐng)人:鄭州人造金剛石及制品工程技術(shù)研究中心