[实用新型]一种提高超硬材料合成块腔体温度均匀性的石墨加热体

说明书

技术领域

本实用新型属于超硬材料高温高压合成技术领域，具体涉及一种提高超硬材料合成块腔体温度均匀性的石墨加热体。 

背景技术

金刚石、cBN以及复合片等超硬材料的合成均采用静高压技术在高温高压条件下完成，超硬材料的合成压力一般大于5.0GPa，合成的温度为1200℃至1500℃。高温高压的产生一般是由六面顶压机作用于叶蜡石合成块，合成块腔体内设置加热体通过外部提供电源发热而产生合成超硬材料所需要的温度。在我国高温高压合成领域，石墨加热体一般由石墨棒车削、石墨粉压制或者石墨纸压卷而成，发热的原理是由六面顶压机给予石墨管低电压大电流，但由于石墨加热管壁厚相同，上下电阻率也相等，上下发热均匀。在实际的超硬材料合成过程中，因叶蜡石合成腔体中部保温好、散热小，往往使得整个合成块的中部温度偏高，两端导致高压合成腔体内部温度场分布的不均匀，导致金刚石、cBN以及复合片等的合成产品的产量和质量下降，电能的消耗下降，锤耗升高。 

在高温高压合成领域加热体方面主要专利文献有：中国实用新型专利《一种超硬材料合成用加热体》（公开号CN 201230381Y，公开日2009年4月29日）中，介绍了一种适用于金刚石和立方氮化硼合成的一种超硬材料合成用加热体，该加热体是由A, B, A三段不同电阻率的加热管组合而成，其中，中间A段加热管电阻率低，B段加热管的电阻率高。其A、B两段采用天然石墨粉中按重量比加入不同的六方氮化硼粉均匀混合压制而成，使用该加热体，能够起到平衡温度场的作用，但成型加工难度难以解决。 

中国实用新型专利《超硬材料合成用电阻加热体》（公开号CN 201039486 Y，公开日2008年3月19日）中，介绍了一种超硬材料合成用电阻加热体，由一层或多层碳纸经压制或卷制而成的薄壁筒状导电壳体构成，可增大合成腔体的有效容积，同时又可简便地实现导电壳体壁厚的最小化，制作简单比较简单，但是石墨纸压制比较困难、均匀性难以得到保证。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种提高超硬材料合成块腔体温度均匀性的石墨加热体，可以有效解决现有技术中的问题，具有结构简单、成本低廉、成型容易、便于组装的特点，能显著提高超硬材料的产出率和产品质量。 

本实用新型采用以下技术方案： 

一种提高超硬材料合成块腔体温度均匀性的石墨加热体，其中，由独立分开互相对称的上加热体和下加热体组成；上加热体和下加热体均由A段、B段、C段三段压制成型，所述A段、B段、C段均为石墨管。

作为优选，所述A段、B段、C段的石墨管内径相等。 

作为优选，所述A段、B段、C段的厚度依次加大，高度依次减小。 

本实用新型的有益效果为： 

由于石墨管壁厚度不一样，该石墨加热体的电阻成三阶梯度分布，中间部分的电阻率小于上下两头的电阻率，因此在同样电流的情况下，中间产生热量就小于两头产生的热量，这样就提高了超硬材料合成块腔体内温度的均匀性，另一方面本实用新型的结构便于加工成型，同时也便于高压合成块的组装。本实用新型可以有效地提高超硬材料合成块腔体温度均匀性，使高压合成腔体内部适合CBN和金刚石的生长的区域变宽，提高超硬材料产品的产量和质量。

附图说明

图1为本实用新型的上加热体的结构示意图； 

图2为本实用新型的下加热体的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型由独立分开互相对称的上加热体和下加热体组成；上加热体和下加热体均由A段、B段、C段三段压制成型。A段、B段、C段均为石墨管，该石墨管由石墨粉压制而成，A、B、C三段的材质相同，采用的石墨粉粒度为200目，石墨粉碳含量为90%。A段、B段、C段三段的石墨管内径相等，而其厚度则依次加大，三段的高度依次减小。 

由于石墨管壁厚度不一样，本实用新型的电阻成三阶梯度分布，中间部分的电阻率小于上下两头的电阻率，因此在同样电流的情况下，中间产生热量就小于两头产生的热量，这样就提高了超硬材料合成块腔体内温度的均匀性，另一方面本实用新型的结构便于加工成型，同时也便于高压合成块的组装。 

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。