[实用新型]滑块式超高压装置

说明书

技术领域

本实用新型公开了一种滑块式超高压装置，涉及金刚石和立方氮化硼等超硬材料及其制品高压制备技术，属于高压物理学领域。

背景技术

铰链式六面顶压机通过“扩大液压缸直径”能够获得大腔体高温高压环境，但是6个液压源加压装置同时加压将导致“设备体积大、成本高、设备极限腔体压力过低”等若干瓶颈问题，极大地限制了人们对新材料和新现象的发现。为了解决铰链式六面顶压机因6个液压源加压装置同时加压导致的“设备体积大、成本高以及极限腔体压力低”等若干瓶颈问题，发明人设计了滑块式超高压装置，此方面工作未见报道。

发明内容

针对六面顶高压技术存在的顶砧寿命短、极限腔体压力低、铰链梁易于破损等瓶颈问题，发明人前期开展了六面顶多级增压装置(专利号：201210006204.7)、垂直与旋转复合加压式多砧压机(专利号：201210590703.5)、大腔体多顶砧式超高压装置(专利号：201320150267.x)等研究工作，为顶砧寿命短、极限腔体压力值低、铰链梁易于破损等瓶颈问题提供了技术方案。本实用新型的目的在于解决铰链式六面顶压机因6个液压源加压装置同时加压导致的“设备体积大、成本高以及极限腔体压力低”等若干瓶颈问题，从而满足高压物理学、地球物理学、材料学以及高压生物学领域对大腔体超高压技术的迫切需求。本实用新型的滑块式超高压装置通过滑块式导向块对加载方向的转化，以及工控计算机和位移传感器对单个柱塞运动轨迹的控制，能够实现xyz三个方向同时对样品施加压力，从而使样品腔获得25-80GPa超高压环境；通过在大垫块上施加低电压及在高压腔体内添加石墨管等加热炉，能够实现低电压大电流加热，从而使样品腔获得1000-3000℃高温环境；通过滑块式超高压装置的控制系统，实现超高压顶砧对六面体高压腔体的加压与电加热、保压与保温以及泄压与降温操作。

为了解决铰链式六面顶压机因6个液压源加压装置同时加压导致的“设备体积大、成本高以及极限腔体压力低”等若干瓶颈问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的，结合附图说明如下：

一种滑块式超高压装置，主要由高压顶砧(2)、滑块式导向块、单液压源加压装置和机架组成。所述高压顶砧(2)的砧面对置同轴布置，并固定在滑块式导向块上；所述滑块式导向块由轴向导向块(5)和/或侧向滑块(4)组成，并固定在机架的工作台面中心；所述单液压源加压装置由1个液压缸(8)和1个柱塞(7)组成，位于滑块式导向块轴线并固定在机架上。

所述的高压顶砧2为6个圆柱锥体，其在预紧钢环(3)过盈配合后，分别固定在2个轴向导向块(5)和4个侧向滑块(4)上。

所述的高压顶砧为6个棱锥体，分别固定在2个轴向导向块(5)上。

所述预紧钢环(3)与2个轴向导向块(5)及4个侧向滑块(4)为分体结构，各部件过盈装配。

所述预紧钢环(3)与4个侧向滑块(4)为一体结构。

所述机架结构为四柱式机架(9)或龙门式机架(10)。

本实用新型的技术效果：

本实用新型的滑块式超高压装置通过滑块式导向块对加载方向的转化，以及工控计算机和位移传感器对单个柱塞运动轨迹的控制，能够实现xyz三个方向同时对样品施加压力，从而使样品腔获得25-80GPa超高压环境；通过在大垫块上施加低电压及在高压腔体内添加石墨管等加热炉，能够实现低电压大电流加热，从而使样品腔获得1000-3000℃高温环境；通过滑块式超高压装置的控制系统，实现超高压顶砧对六面体高压腔体的加压与电加热、保压与保温以及泄压与降温操作。本实用新型的滑块式超高压装置操作简单，制造成本低，可获得远高于传统铰链链式六面顶压机的极限腔体压力，能够满足高压物理学、地球物理学、材料学以及高压生物学对高压高温环境下物质体系的研究需求，从而促进高压物理学、地球物理学、材料学以及高压生物学等基础科学的发展。

附图说明

图1a-b是滑块式超高压装置结构示意图，其中：

图1a是滑块式超高压装置的结构三维视图；

图1b是滑块式超高压装置的剖面示意图。

图2a-c是滑块式导向块与圆柱锥体顶砧装配示意图，其中：

图2a是滑块式导向块与圆柱锥体顶砧装配的剖面示意图；

图2b是轴向导向块与圆柱锥体顶砧装配的示意图；

图2c是轴向导向块、侧向滑块与圆柱锥体顶砧装配的示意图。

图3a-c是滑块式导向块与棱柱锥体顶砧装配示意图，其中：