[发明专利]一种由合金发热管加热的金刚石合成装置

说明书

技术领域

本发明涉及温度补偿技术，特别是涉及一种由合金发热管加热的金刚石合成装置。

背景技术

目前，国内金刚石合成行业的竞争愈演愈烈，各厂家竞相提高金刚石合成技术。其中，随着六面顶压机大型化发展，金刚石大腔体合成技术的提高尤为迫切。实际应用中，在金刚石合成腔体轴向上，存在着压力分布为两端高中间低、温度分布是两端低中间高的现象，这就造成了温度分布与压力分布的不匹配问题，即：压力高处温度低、压力低处温度高。金刚石合成大腔体内温度分布与压力分布不匹配问题相比于金刚石合成小腔体内温度分布与压力分布不匹配问题而言是相当严重的。特别地，在金刚石合成大腔体轴向上，这种温度分布与压力分布的严重不匹配造成了金刚石合成在轴向上出现的“荒地”现象，也就是说，在整个合成棒上难以均匀长满金刚石。而且，随着金刚石合成腔体的更大型化，温度分布与压力分布不匹配问题变得越来越突出，直接制约着大腔体中金刚石合成产量的提高。

实际应用中，金刚石小腔体合成技术中常采用旁热式方法解决过去直热式温度分布与压力分布不匹配的问题，即，采用卷成多层筒状的石墨纸作为发热管加热的金刚石合成小腔体。图1为现有技术中采用石墨纸发热管加热的金刚石合成装置的组成结构示意图。如图1所示，石墨纸发热管加热的金刚石合成装置从里到外依次为小腔体1、白云石层2、钢圈3、石墨纸发热管4、白云石层5、叶蜡石层6，钢圈3与石墨纸发热管4之间装设有金属片9。这里，由于发热管是由石墨纸叠加而成，故该石墨纸发热管各部分尺寸精度难以一致，且纸边不整、端面形态各异，使得石墨纸发热管加热精度难以控制。

由此可见，在现有技术中，采用石墨纸发热管加热金刚石合成装置无法解决金刚石合成装置中存在温度分布与压力分布不匹配问题相当严重的现象，且成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种能以较低成本、较高精度的结构消除金刚石合成装置内温度分布与压力分布不匹配问题的由合金发热管加热的金刚石合成装置。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：

一种由合金发热管加热的金刚石合成装置，从里层到外层依次包括用于作为实现金刚石合成容器的大腔体，用于构成大腔体内壁的氧化镁层，用于对金刚石合成进行加热的合金发热管，用于对大腔体进行保温并阻止叶蜡石层相变的白云石层，用于将外部压力传入大腔体内部并进行密封的叶蜡石层；在所述由合金发热管加热的金刚石合成装置上端部与下端部分别装设有用于通过金属片连通外部电源与合金发热管的钢圈；其中，合金发热管具有两端薄、中间厚的对称结构。

综上所述，本发明所述由合金发热管加热的金刚石合成装置中，合金发热管通过金属片、钢圈与外部电源组成电路；根据电阻并联原理，合金发热管具有的两端薄、中间厚的对称结构使得合金发热管具有中间电阻小、两端电阻大的特点。根据串联电阻发热原理，由于合金发热管自身电阻的存在，且电阻大小为两端大中间小，故外部电源提供的电流使得合金发热管产生热量呈现出两端多中间少的特点。这样，合金发热管产生的热量就平衡了现有技术中金刚石合成大腔体轴向上两端低中间高的温度分布现象。而且，本发明还可以通过调整合金发热管两端与中间的厚度更精确地消除现有技术中的温度分布不平衡现象。

附图说明

图1为现有技术中采用石墨纸发热管加热的金刚石合成装置的组成结构示意图。

图2为本发明所述由合金发热管加热的金刚石合成装置的组成结构示意图。

图3为本发明所述合金发热管的展开结构示意图。

图4为本发明所述合金发热管的主视图。

图5为本发明所述合金发热管的俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

图2为本发明所述由合金发热管加热的金刚石合成装置的组成结构示意图。如图2所示，本发明所述由合金发热管加热的金刚石合成装置，其从里层到外层依次包括用于作为实现金刚石合成容器的大腔体8，用于构成大腔体8内壁的氧化镁层2，用于对金刚石合成进行加热的合金发热管7，用于对大腔体8进行保温并阻止叶蜡石层6相变的白云石层5，用于将外部压力传入大腔体8内部并进行密封的叶蜡石层6，在所述由合金发热管加热的金刚石合成装置上端部与下端部分别装设有用于通过金属片9连通外部电源与合金发热管7的钢圈3；其中，合金发热管7具有两端薄、中间厚的对称结构。

这里，氧化镁层2具有耐高温、防污染、与合金发热管隔绝的作用。