本實用新型專利技術公開了一種寶石級金剛石合成用人造石墨發(fā)熱管，芯柱表面內嵌金剛石種晶，在芯柱外套有金屬杯，金屬杯外面套有絕緣杯，絕緣杯外面套有人造石墨材質的石墨發(fā)熱管，石墨發(fā)熱熱管高度與絕緣杯高度一致，石墨發(fā)熱管與絕緣杯上端連接加熱片，加熱片連接石墨發(fā)熱管，堵頭、葉臘石塊、加熱片、石墨發(fā)熱管、絕緣杯、金屬杯、芯柱、晶床連接外部套有白云石管，白云石管外套有兩端連接帶有白云石的堵頭。結構簡單，使用方便，高溫時有較高抗壓強度，能長時間穩(wěn)定工作，且導熱性能良好。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及超硬材料合成設施
，更具體涉及一種寶石級金剛石合成用石墨發(fā)熱管，適用于寶石級金剛石的合成。
技術介紹
超硬材料行業(yè)中，常見的用于鋸切的粗顆粒人造金剛石的合成（如35/40、40/45）主要是通過靜壓觸媒法，即用約60wt.%石墨和40wt.%的催化劑（人造金剛石行業(yè)稱之為觸媒）混合后壓制成型的粉柱高溫高壓下作用形成的，其條件一般為1300~1400℃，壓力為5-5.5GPa，時間為40-60分鐘，對發(fā)熱元件質量要求較高，稍有不慎就有可能產生“放炮”現象，損壞頂錘。目前，其發(fā)熱元件材質一般為金屬合金，如申請?zhí)枮?01420518521.1“一種金剛石合成用加熱裝置”、申請?zhí)?01410458540.4“超細金剛石合成用發(fā)熱元件及其制備方法”、申請?zhí)枮?01420518467.0“超細金剛石合成用發(fā)熱元件及其合成塊”。與此同時，工業(yè)上1mm以上寶石級金剛石的合成主要還是在傳統(tǒng)的靜壓觸媒法的基礎上進行改進得到的，其要求能提供穩(wěn)定的溫度場和壓力場，并能保持長時間的正常工作。如GE公司生長1克拉的優(yōu)質寶石級金剛石需要100個小時，而Debeers生長的25克拉的寶石級金剛石用了1000多個小時。在寶石級金剛石合成上，隨著時間大大的延長，傳統(tǒng)的合金發(fā)熱元器件無法保證正常工作，有必要進行改進。
技術實現思路
本技術解決的問題是：在寶石級金剛石合成過程中，克服現有金屬合金發(fā)熱管性能無法保證長期高溫高壓下正常工作的問題，本技術的目的是在于提供了一種寶石級金剛石合成用人造石墨發(fā)熱管，結構簡單，使用方便，高溫時有較高抗壓強度，能長時間穩(wěn)定工作，且導熱性能良好。為了實現上述的目的，本技術解決其技術問題所采用的技術方案是：一種應用了石墨發(fā)熱管的寶石級金剛石合成塊，它由帶白云石堵頭，葉臘石塊，加熱片（材質為普通鱗片石墨），石墨發(fā)熱管，絕緣杯（材質為氧化鎂），金屬杯，芯柱，晶床組成。其連接關系是：芯柱表面內嵌金剛石種晶，在芯柱外套有金屬杯，金屬杯外面套有絕緣杯，絕緣杯外面套有人造石墨材質的石墨發(fā)熱管，石墨發(fā)熱管高度與絕緣杯高度一致，然后在石墨發(fā)熱管和絕緣杯上端連接普通鱗片石墨材質的加熱片。加熱片連接石墨發(fā)熱管，整個（帶白云石的堵頭、葉臘石塊、加熱片、石墨發(fā)熱管、絕緣杯、金屬杯、芯柱、晶床）連接外部套有白云石管，白云石管外套有兩端連接帶有白云石的堵頭，同時堵頭還與加熱片連接。最后白云石管外部再套葉臘石塊。所述的芯柱表面內嵌金剛石種晶（臧傳義等，在Fe-Al-C系統(tǒng)中合成優(yōu)質IIa型寶石級金剛石單晶，金剛石與磨料磨具工程，2005（5）：10-17），芯柱外套有金屬杯，金屬杯隔離外部白云石杯中雜質進去芯柱內；金屬杯外部套有絕緣杯起到保溫和傳壓作用；絕緣杯外套有人造石墨材質的發(fā)熱管，兩端覆蓋有普通石墨材質的加熱片，起到加熱作用；石墨發(fā)熱管外套有內嵌的葉臘石塊，石墨發(fā)熱管兩端與內嵌葉臘石塊的堵頭相連，堵頭起密封傳壓作用。一種應用了石墨加熱管的寶石級金剛石合成塊其特征在于使用人造石墨材質石墨發(fā)熱管取代了原來的金屬材質的發(fā)熱管。本技術的有益效果是：一種寶石級金剛石合成用人造石墨發(fā)熱管，結構簡單，使用方便，其主要優(yōu)點在于高溫時，有較高抗壓強度，能長時間穩(wěn)定工作，且導熱性能良好。附圖說明圖1為一種寶石級金剛石合成用人造石墨發(fā)熱管的示意圖。（圖1a為主視圖，圖1b為俯視圖）。圖 2為一種人造金剛石合成組裝塊的結構示意圖。其中：1-帶白云石的堵頭，2-葉臘石塊，3-加熱片（材質為普通鱗片石墨），4-石墨發(fā)熱管，5-絕緣杯，6-金屬杯，7-芯柱，8-晶床，9-白云石管。具體實施方式實施例1：現在結合附圖對本技術作進一步的說明。這些附圖均為簡化的示意圖僅以示意方式說明本技術的基本結構，因此其僅顯示與本技術有關的構成。根據圖1、圖2所示，一種寶石級金剛石合成用合成塊，它由帶白云石的堵頭1，葉臘石塊2，加熱片3（材質為普通鱗片石墨），石墨發(fā)熱管4，絕緣杯5，金屬杯6，芯柱7，晶床8組成，其特征在于：芯柱7表面內嵌金剛石種晶，在芯柱7外套有金屬杯6，金屬杯6外面套有絕緣杯5，絕緣杯5外面套有人造石墨材質的石墨發(fā)熱管4，石墨發(fā)熱熱管4高度與絕緣杯5高度一致，石墨發(fā)熱管4與絕緣杯5上端連接普通鱗片石墨材質的加熱片3。加熱片3連接石墨發(fā)熱管4，加熱片上3端連接帶白云石的堵頭1，整個（帶白云石的堵頭1，加熱片3、石墨發(fā)熱管4、絕緣杯5、金屬杯6、芯柱7、晶床8）連接外部套有葉臘石塊2。所述的芯柱7表面內嵌金剛石種晶（臧傳義等，在Fe-Al-C系統(tǒng)中合成優(yōu)質IIa型寶石級金剛石單晶，金剛石與磨料磨具工程，2005（5）：10-17），芯柱7外套有金屬杯6，金屬杯6隔離外部白云石杯中雜質進去芯柱7內；金屬杯6外部套有絕緣杯5起到保溫和傳壓作用；絕緣杯5外套有人造石墨材質的石墨發(fā)熱管4，石墨發(fā)熱管4兩端覆蓋有普通石墨材質的加熱片3，起到加熱作用；石墨發(fā)熱管4外套有葉臘石塊2，石墨發(fā)熱管4兩端與內嵌葉臘石塊2的堵頭1相連，堵頭1起密封傳壓作用。石墨發(fā)熱管4其材質為人造石墨，密度在1.80g/cm3以上。該人造石墨發(fā)熱管是采用優(yōu)質超細石油焦顆粒、瀝青焦顆粒和瀝青（以100份質量原料計，其中石油焦顆粒80wt.%~90wt%，瀝青焦顆粒10wt.%~20wt.%，瀝青用量為原料總質量的25wt.%~30wt.%）為原料，經過混捏、壓輥、“三浸四焙”、石墨化后得到人造石墨磚再經機械加工得到。其中，石油焦顆粒和瀝青焦顆粒的平均粒徑約為10微米，石油焦、瀝青焦及瀝青的灰分質量百分含量不大于0.05wt.%。超細的原料顆粒保證了在相同體積和體積密度下，石墨化后的顆粒與顆粒之間有更大的接觸電阻，提高了石墨的電阻率，克服了傳統(tǒng)以粗顆粒石墨或鱗片石墨為原料時石墨發(fā)熱管發(fā)熱效率低的缺點，能有效提高石墨發(fā)熱管的發(fā)熱效率，節(jié)省電能；高純的原料保證了在高溫高壓的合成條件下，雜質不會帶入到金剛石中，影響金剛石的品質；高強指的是該人造石墨磚具有較高的強度（常溫下抗折強度不小于35MPa，抗壓強度不小于72MPa），這樣一方面便于后期的機械加工，另一方面由于石墨特有的性質，即2600℃以下時，石墨的強度還會隨著溫度的升高而增大，因此保證了在寶石級金剛石合成過程中能長期有較大的機械強度，人造石墨發(fā)熱管能保持長期正常工作。此外，該人造石墨發(fā)熱管還具有石墨本身的熱導率高、熱膨脹系數小的特點，這些均有利于寶石級金剛石的合成。因此，基于上述分析和實際使用情況，人造石墨發(fā)熱管能滿足寶石級金剛石高溫高壓環(huán)境長期穩(wěn)定的工作這一要求，是一種理想的寶石級金剛石合成用發(fā)熱元件。人造石墨材質的發(fā)熱管是通過對經過混捏、壓輥、“三浸四焙”、石墨化后得到人造石墨磚進行機械加工得到。其尺寸大小為人造石墨發(fā)熱管的外徑等于加熱片的直徑，人造發(fā)熱管的內徑等于絕緣杯的外徑，高度與芯柱一致。以直徑50腔體裝配為例，需要用1-堵頭組件，尺寸直徑Φ50mm×13mm，導電碗直徑Φ22mm；2-葉臘石塊，尺寸長70mm×寬70mm，中間孔柱直徑Φ54mm；3-加熱片（普通膨脹石墨），直徑Φ54mm×厚度1.2mm；4-人造石墨發(fā)熱管：外徑Φ54mm，內徑Φ52mm，高度43mm，厚度1本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種寶石級金剛石合成用人造石墨發(fā)熱管，它由堵頭（1）、葉臘石塊（2）、加熱片（3）、石墨發(fā)熱管（4）、絕緣杯（5）、金屬杯（6）、芯柱（7）、晶床（8）組成，其特征在于：芯柱（7）表面內嵌金剛石種晶，在芯柱（7）外套有金屬杯（6），金屬杯（6）外面套有絕緣杯（5），絕緣杯（5）外面套有人造石墨材質的石墨發(fā)熱管（4），石墨發(fā)熱熱管（4）高度與絕緣杯（5）高度一致，石墨發(fā)熱管（4）與絕緣杯（5）上端連接加熱片（3）。
【技術特征摘要】
1.一種寶石級金剛石合成用人造石墨發(fā)熱管，它由堵頭（1）、葉臘石塊（2）、加熱片（3）、石墨發(fā)熱管（4）、絕緣杯（5）、金屬杯（6）、芯柱（7）、晶床（8）組成，其特征在于：芯柱（7）表面內嵌金剛石種晶，在芯柱（7）外套有金屬杯（6），金屬杯（6）外面套有絕緣杯（5），絕緣杯（5）外面套有人造石墨材質的石墨發(fā)熱管（4），石墨發(fā)熱熱管（4）高度與絕緣杯（5）高度一致，石墨發(fā)熱管（4）與絕緣杯（5）上端連接加熱片（3）。2.根據權利要求1所述的一種寶石級金剛石合成用人造石墨發(fā)熱管，其特征在于：所述的加熱片（3）連接石墨發(fā)熱管4，堵頭（1）、葉臘石塊（2）、加熱片（3）、石墨發(fā)熱管（4）、絕緣杯（5）、金屬杯（6）、芯柱（7）、晶床（8）連接外部...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：向后奎，何南兵，王騰吉，趙亞良，
申請(專利權)人：湖北鄂信鉆石科技股份有限公司，
類型：新型
國別省市：湖北;42
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