[发明专利]一种金刚石合成用异形粉压加热管及合成块

说明书

本发明公开了一种金刚石合成用异形粉压加热管及合成块，主要涉及发明领域。包括相对设置的两个管本体，所述管本体上下贯穿的设有与其同轴的加热腔，所述管本体的外端管壁小于管本体的内端管壁。本发明的有益效果在于：它合成出的金刚石单晶晶型一致性更好，对金刚石的整体合成质量提升明显。

技术领域

本发明涉及金刚石合成技术领域，具体是一种金刚石合成用异形粉压加热管及合成块。

背景技术

工业金刚石是由石墨转化而成，石墨若直接转化为金刚石，约需12GPa以上的压强和2000℃以上的温度，如此高的压强和温度，目前人工条件很难达到，不能用于工业生产。向石墨中加入触媒则可大大降低转化条件，在5-7GPa的压强和1200-1700℃的温度条件下石墨即可转化成金刚石，这就是工业生产上应用最为广泛的静压触媒法。

国内合成金刚石的压机以铰链式六面顶压机最多。这是由于铰链式六面顶压机具有超高压模具结构简单、价廉、生产操作简单、压机工艺参数容易控制、生产节拍快等优点，比较适合我国国情，因此得以广泛应用。

金刚石的合成需要高温高压。以六面顶压机为例，合成压力由液压产生。合成时，六个油缸中的油压最大可达100MPa左右，压力通过顶锤传至合成块，合成块内部可产生合成所需大约5-6Gpa的高压。合成所需温度由电加热产生。合成时，由相对的前后两个顶锤通电，电流通过合成块的发热元件产生热量，可得到合成所需的1300℃左右的高温。

目前生产上普遍使用的加热管材质有两种，一种为电热合金，由点焊机将电热合金带焊接而成；另一种为人造石墨材质，由人造石墨棒车制而成。无论哪种材质，受限于目前的高温高压合成方式及组装结构，合成时芯柱内部的压力场和温度场都不均匀，其中压力影响较大，芯柱外围压力最高，中心处压力最低，造成金刚石晶型杂乱，外围以高压低温的八面体为主，中心以六八面体为主，或者外围以六八面体为主，中心以八面体为主，很难得到晶型一致的金刚石单晶，影响整体合成质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金刚石合成用异形粉压加热管及合成块，它合成出的金刚石单晶晶型一致性更好，对金刚石的整体合成质量提升明显。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种金刚石合成用异形粉压加热管，包括相对设置的两个管本体，所述管本体上下贯穿的设有与其同轴的加热腔，所述管本体的外端管壁小于管本体的内端管壁。

所述管本体的外壁上设置凸台，所述凸台使管本体的管壁增厚，且增厚部分相邻设置。

用于加工所述管本体的原料包括鳞片石墨和氧化镁粉。

所述鳞片石墨的石墨碳含量＞96％，粒度＜200目；

所述氧化镁粉为高温电工级氧化镁，粒度小于60目，氧化镁含量＞98％。

用于加工所述管本体的原料按重量百分比包括：鳞片石墨60％～80％，氧化镁粉10％～30％，硅酸钠水溶液7％～10％。

通过以下方法制得：

将鳞片石墨置于捏合机中，加入氧化镁粉，混合20min；

混合完毕后加入硅酸钠水溶液，继续混合30min后，过40目筛，晾料至含水量5-8％，压制成型即得。

作为本发明的另一个方面，一种合成块，使用上述的管本体作为发热管，对金刚石的合成导电发热。

两个所述管本体的较厚管壁的环形端面对应相接，所述管本体内设有两个高于与之对应的芯柱，所述管本体的外部套接有衬管，所述衬管内上下贯通的设有与管本体外壁曲面相对应的衬腔，所述衬管的外部套接有叶蜡石环，所述叶蜡石环的两端开口自外而内依次设置钢帽堵头、白云石环、加热片。