[实用新型]金刚石合成制备装置

说明书

技术领域

本实用新型特别涉及一种金刚石合成制备装置。

背景技术

六面顶压机合成设备是金刚石合成制备装置，通常采用完全相同的六个铰链梁组装件通过销轴铰链连接而成，制造简单，安装方便。但是，这种压机的铰链连接都存在间隙，配合后，累计误差较大，压机的六缸活塞空间位置精度差，金刚石的合成压力稳定性差，同时合成设备的造价高，设备投资成本高。合成块呈圆柱型，压力场和温度场不好控制，合成块的每个体积单元之间质量差异大。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种结构简单的金刚石合成制备装置。

为达上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

金刚石合成制备装置，包括中央部位对应设有半球腔的腔体上模和腔体下模，腔体上模远端部与活塞缸中的活塞轴向固定连接，腔体下模远端部与压机下支撑体顶部轴向固定连接，活塞与压机下支撑体侧面通过连接框架连接。

进一步的，腔体上模、下模由远端至近端由小圆柱段、锥台段和大圆柱段组成，下支撑体顶部呈圆柱状；活塞外端部与腔体上模小圆柱段及锥台段、下支撑体顶部与腔体下模小圆柱段及锥台段通过套设于其外侧的由圆柱腔和锥台腔组成的连接套固定连接。

进一步的，连接套内腔锥台段与腔体上模、下模锥台段呈过盈配合。

进一步的，连接套与腔体上模、下模配合部分内部设有冷却水通道。

进一步的，下支撑体后部呈空心结构。

本实用新型中，压机机体呈一体化结构，主要由上部的压机活塞缸、中部的压机合成腔体上、下模和下部的压机下支撑体组成，活塞与压机下支撑体侧面通过连接框架连接。压机活塞缸中的活塞上下往复运动，便于球型合成块的安装和合成完成后金刚石混合体的取出；下支撑体为后空心的上凸型实体，与压机腔体下模固性连接；连接框架可以设置对称的两个、三个或者四个，只要满足强度设计要求即可。

本实用新型采用球型合成腔体，外围的压力场均指向球心，发热源向内传热方向全部是向心的路径长度相同。与圆柱型合成腔体相比，压力场和温度场的稳定型和可控性更好，有利于合成质量控制；合成腔体上、下模的积合端面可设计成与合成腔体匹配的类半球型，交点处倒圆角或者密封楔型，满足密封材料地合理流动和摩擦自锁要求；活塞和腔体上模采用连接套连接，腔体上模和连接套的锥台面采用过盈配合，直径方向单侧过盈量在0.1-0.5毫米之间，活塞的小头和连接套采用过度圆柱配合，基本无间隙，形成稳定的上模体；压机下支撑体和腔体下模的配合形式与上模体的配合形式相同，组成稳固的上下配合压模。上、下连接套的靠近压模的外周设计有密闭的环型冷却水通道，用于压模的散热，使压模温度保持恒定，稳定合成腔体温度场，减少压模的热疲劳损坏。

合成腔体的保温隔热层可采用两半帽子型，其内部涂敷高电阻发热材料，通电可以发热提供合成金刚石所需的热能；球型粉末混合合成块的外表涂敷绝缘材料，保证高电阻发热材料通电加热时，电流不过合成块。

本实用新型将构成设备的六个组件简化成两个，结构简单，设备投资大幅降低；因为只有一个压力源，合成设备的刚度好，不存在装配累计误差，上、下压模的动作机理简单，误差小，同轴度很好，压力稳定性好；采用球形合成腔体，腔体密封设计简单，球型发热圆向内部传热路径相同，距离一样，热场均匀，非常有利于高品级金刚石的生长。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

本实施例公开了一种金刚石合成制备装置，包括中央部位对应设有半球腔的腔体上模1和腔体下模2，腔体上模1远端部与活塞缸3中的活塞4轴向固定连接，腔体下模2远端部与压机下支撑体5顶部轴向固定连接，活塞4与压机下支撑体5侧面通过连接框架6连接。

腔体上模1、下模2由远端至近端由小圆柱段、锥台段和大圆柱段组成，下支撑体5顶部呈圆柱状、后部呈空心结构。活塞4外端部与腔体上模1小圆柱段及锥台段、下支撑体5顶部与腔体下模2小圆柱段及锥台段通过套设于其外侧的由圆柱腔和锥台腔组成的连接套7固定连接。连接套7内腔锥台段与腔体上模1、下模2锥台段呈过盈配合。连接套7与腔体上模1、下模2配合部分内部设有冷却水通道8。

9为活塞缸3的缸盖，10为合成腔体保温隔热层，11为合成腔体保温保压密封边，12为金刚石生长腔，13为合成腔体发热膜。