[发明专利]一种人造金刚石合成结构

说明书

技术领域

本发明涉及人造金刚石合成领域，尤其涉及一种人造金刚石合成结构。

背景技术

目前，在人造金刚石合成过程中，通过六面顶压机挤压合成块产生高压，通过向合成块中合成腔内的加热体通电产生高温，在高温、高压条件下生成金刚石。通过高温高压合成金刚石单晶温度一般在1500k-1700k，因此要求合成腔内的加热体熔点高。现有的加热体普遍采用石墨粉末复合材料压制管，虽然熔点符合要求，但存在以下缺点：

1.  混料均匀性差，造成各部分电阻差别较大，壁厚不均匀，导致加热效果不佳。

2.  合成腔温度梯度较大，影响金刚石的合成质量。

3.  在混料和压制过程中对环境产生较大污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种人造金刚石合成结构，能够保证加热效果，降低合成腔的温度梯度，通过降低合成压力从而降低设备损耗，提高人造金刚石的产品质量，同时避免现有石墨混合粉末管在混料和压制过程中对环境产生较大污染。

本发明采用下述技术方案：

一种人造金刚石合成结构，包括叶腊石空心柱，叶腊石空心柱内设置有合成棒，合成棒外围设置有绝缘材料层，绝缘材料层外围设置有发热体材料层，发热体材料层外围设置有保温材料层，保温材料层与叶腊石空心柱接触，叶腊石空心柱两端设置有导电堵头，导电堵头与发热体材料层电接触，所述的发热体材料层为合金层，合金层主要由铬和铁组成的，还包括碳、磷、硫等不可避免的杂质，这些成分的重量百分比为：铬2%~15%，,碳硫磷等不可避免的杂质的杂质总和≤2%，余量为铁。

所述的合金层厚度为2mm至0.05mm之间。

所述的绝缘材料层为包含有叶腊石与白云石复合材料层。

本发明利用合金层代替现有的石墨混合粉末管，能够保证加热效果，降低合成腔的温度梯度，提高人造金刚石的产品质量，同时通过降低合成压力从而降低设备损耗，避免现有石墨混合粉末管在混料和压制过程中对环境产生的污染，结构简单，易于实现。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括叶腊石空心柱1，叶腊石空心柱1内设置有合成棒2，合成棒2外围设置有绝缘材料层3，绝缘材料层3外围设置有发热体材料层4，发热体材料层4外围设置有保温材料层5，保温材料层5与叶腊石空心柱1接触，叶腊石空心柱1两端设置有导电堵头6，导电堵头6与发热体材料层4电接触，发热体材料层4为主要由铬和铁组成的合金层，厚度在2mm至0.05mm之间。所述的发热体材料层为合金层，合金层主要由铬和铁组成的，还包括碳、磷、硫等不可避免的杂质，各成分的重量百分比为：铬2%~15%，,碳硫磷等不可避免的杂质的杂质总和≤2%，余量为铁。在本实施例中，发热体材料层4为0.2mm的合金层。绝缘材料层3为包含有叶腊石与白云石复合材料层。

本发明在使用时，利用导电堵头6实现合金层的通电加热，由于使用合金层替代现有技术中的石墨混合粉末管，在加热过程中，避免了现有石墨混合粉末管由于混料均匀性差、壁厚不均匀而导致加热效果不佳的情况，能够保证加热效果，同时还能够降低合成腔的温度梯度，提高人造金刚石的产品质量，避免石墨混合粉末管在混料和压制过程中对环境产生较大污染。

由于合金层的厚度相比石墨混合粉末管有了大幅度降低，节省出的空间一部分用于加大合成棒2和绝缘材料层3体积以便进一步扩大腔体体积，另一部分用于增加保温材料层5和叶腊石空心柱1的厚度以便增加合成块的密封保温性能，降低了合成压力，从而降低顶锤消耗。