[实用新型]一种无色培育钻石合成用高效复合发热体

说明书

本实用新型公开一种无色培育钻石合成用高效复合发热体，属于培育钻石合成生产技术领域，所述复合发热体包括一条碳纸带和一条钛碳化铝带，所述碳纸带和钛碳化铝带通过复合叠加层层绕制组成该高效复合发热体，所述碳纸带与钛碳化铝带的高度相同、长度和厚度均不相同，碳纸带绕制3‑12层，钛碳化铝带绕制1‑4层，且钛碳化铝带在绕制后处于该高效复合发热体的最中间层，从而使钛碳化铝带以一种内支撑的形式存在。本实用新型在无色培育钻石长时间的合成过程中，碳纸带充分发挥其电阻小抗烧蚀能力强的特点，钛碳化铝带则体现出其在硬度和韧性方面的优势，两种结合能够有效提高发热体整体的抗剪切能力同时避免被渗透击穿导致电阻发生较大变化。

技术领域

本实用新型属于培育钻石合成生产技术领域，具体涉及一种无色培育钻石合成用高效复合发热体。

背景技术

超硬材料的合成生产是在高温高压下进行的，现有的技术条件下,发热方式大多为间接加热法，主要由通过包裹在触媒合成芯柱外围的发热体产生热量；碳纸电阻小，在较长的合成时间当中（无色培育钻石根据粒度的不同一般合成时间3-30天）具有较好的抗烧蚀能力；但是碳纸也具有一定的缺点，其质地柔软，硬度和韧性相对钢带来说都较差；在无色培育钻石的合成过程中，合成腔体内部体积时刻在发生着变化，起保温绝缘作用的盐管镁管也会存在不同程度的迁移扩散，作为发热体的碳纸容易被剪切或者击穿而导致其电阻发生较大的变化，从而导致合成温度发生变化，严重影响无色培育钻石合成质量的稳定性。研究发现，钛碳化铝（Ti₃AlC₂）是一类新型的三元层状化合物，其兼具有陶瓷和金属的特性，还具有类似石墨的层状结构，其本身具有较高的强度、硬度的同时，还具有高的导热性能和导电系数，

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种结构简单、发热效率高、抗烧蚀能力强、抗剪切击穿能力强的无色培育钻石合成用高效复合发热体，以解决上述现在技术中所存在的问题。

本实用新型为解决上述问题所采用的技术方案是：

一种无色培育钻石合成用高效复合发热体，包括一条碳纸带和一条钛碳化铝带，所述碳纸带和钛碳化铝带通过复合叠加层层绕制组成该高效复合发热体，所述碳纸带与钛碳化铝带的高度相同、长度和厚度均不相同，碳纸带绕制3-12层，钛碳化铝带绕制1-4层，且钛碳化铝带在绕制后处于该高效复合发热体的最中间层，从而使钛碳化铝带以一种内支撑的形式存在。

进一步地，所述碳纸带纯度为97%，碳化、石墨化程度高，导电性、导热性、耐烧蚀能力强；所述碳纸带尺寸为长300 mm-1200mm，厚0.1 mm-0.3mm，高40 mm-80mm。

进一步地，所述钛碳化铝带尺寸为长100 mm-400mm，厚0.005 mm-0.1mm，高度40-80mm。

进一步地，层层绕制后的所述高效复合发热体成形后为圆柱形管状结构。

所述碳纸带与钛碳化铝带长度和厚度不一致，高度相同，便于复合在一起绕制。

所述钛碳化铝带作为高温结构材料，不仅有良好的高温力学性能，还拥有优异的抗氧化性能。其表面在高温下可以生成连续的Al₂O₃保护膜，且结构致密，并具有高温自愈合能力，在高温高压环境中材料表面的裂纹或者裂痕被该氧化物填充，确保了复合结构的稳定性。

本实用新型通过以一条碳纸带和一条钛碳化铝带复合层层绕制的方式组成高效发热体；碳纸带电阻小质地柔软，钛碳化铝带电阻小质地硬韧，在无色培育钻石长时间的合成过程中，碳纸带充分发挥其电阻小抗烧蚀能力强的特点，钛碳化铝带则体现出其在硬度和韧性方面的优势，两种结合能够有效提高发热体整体的抗剪切能力同时避免被渗透击穿导致电阻发生较大变化。钛碳化铝带绕制后处于发热体的最中间层，符合钛碳化铝带以一种内支撑形式存在的相应条件。本实用新型结构简单，制作简便，发热效率高、抗烧蚀能力强、抗剪切击穿能力强。

附图说明