[实用新型]一种人造金刚石合成腔体

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种人造金刚石合成装置，具体涉及一种金刚石加热腔体。

背景技术

在金刚石合成过程中，合成腔体的结构及加热方式对金刚石的生产和产量有很大的影响。随着技术的进步，金刚石合成方式从触媒到触媒粉是一大进步，这种方式的改变使金刚石的产量有了一个飞跃式的提高。

如图1所示，目前人造金刚石加热腔体构造一般是，利用叶腊石做成方形密封腔体1，中间有填充石墨和触媒的反应层3，在反应层3和叶腊石密封腔体1之间依次有保温层2、加热层5、绝缘层4，两端有导电片6、垫片7、8，此加热方式是以加热层包住反应层从四周向内加热，其中一半热量向外散发，能源损耗大，而且保温层限制了反应层的体积。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供如下一种技术方案，一种人造金刚石合成腔体，包括密封层、保温层、加热层、绝缘层和反应层，腔体两端有导电片，其改进在于，所述加热层位于反应层中间，绝缘层位于两层之间，所述密封层位于反应层外，所述密封层与反应层之间有保温层。

本方案另一优选方式，所述腔体两端的导电片与反应层之间有两层垫片，所述垫片中间有供加热体穿过的孔。

本实用新型改变了加热方式，将发热体安装在腔体中间，在同等条件下由于热效率的提高，降低了对合成腔体的保温要求，可使合成腔体的保温层变薄，保温层变薄可使石墨触媒柱体积扩大，中心加热结构的石墨触媒柱的体积可比直接加热的体积扩大1.05——1.50倍。这样就可使金刚石的单产扩大1.05—1.5倍。

附图说明

图1现有技术中金刚石加热腔体结构图

图2本实用新型金刚石加热腔体结构图

图3本实用新型金刚石加热腔体温度表

图4现有技术金刚石加热腔体温度表

具体实施方式

如图2所示，本实用新型利用叶腊石做成密封腔体1，腔体内紧贴一圈白云石做成的保温层2，腔体中间安装加热体5，加热体5外包覆一层绝缘层4，绝缘层与保温层2之间为石墨和触媒组成的反应层3，腔体1的两端依次安装有白云石垫片层8、叶腊石垫片层7、导电片6，垫片大小与腔体直径相同，其中加热体5穿过垫片7、8与导电片6连接。

本方案将现有技术人造金刚石腔体外围加热改为中心加热，可节省热能效50％左右，在同样体积的情况下，将外围加热改为中心加热，可以使反应层的体积扩大1.05-1.5倍，提高金刚石单产产量1.01-1.5倍。

具体实施例：中心加热和间接加热热能耗比较计算

设发热体表面温度为t₁、石墨表面温度记为t₂、腔体表面温度记为t₃、。T_f表示外界温度。并设定叶腊石和白云石的热传导系数相同。本计算将模型简化为平板加热。

一、中心加热，如图3所示，

t₁＝1500℃，t_f＝20℃

δ₁＝12mm，δ₂＝5.5mm，r＝9mm，L＝34mm

λ₁＝129W/(m·K)，λ₂＝0.03W/(m·K)，h＝5W/(m²·K)

传热系数k=11h+δ1λ1+δ2λ2]]>