專利名稱：一種雙向施壓金剛石合成柱的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于金剛石合成技術領域，特別涉及一種雙向施壓金剛石合成柱。
背景技術：
超高溫高壓下的金剛石合成塊(如圖1所示)是由合成金剛石所用的原材料合 成柱5，即石墨和觸媒混合粉和位于合成柱5兩端的導電鋼圈1以及合成柱5外圍的加熱 元件3、絕緣元件4、傳壓密封介質2按照一定方式組裝而成的塊狀體。組裝方式從外到內 為外圍采用傳壓密封介質2作為傳壓密封材料，兩端采用導電鋼圈1進行通電加熱，導電 鋼圈1與其內側加熱元件3緊密接觸，通電時通過導電鋼圈使加熱元件3本身發(fā)熱，然后經 過與加熱元件3內側緊密接觸的絕緣元件4，透過絕緣元件4把熱量傳至與絕緣元件4內側 緊密接觸的合成柱5，使石墨在超高溫高壓下轉化為金剛石。在合成過程中，作為傳壓密封 介質的葉蠟石雖然具有優(yōu)良的傳壓性能，但在超高溫高壓下本身會發(fā)生相變，即葉蠟石中 的結晶水會促使葉蠟石相變成藍晶石加柯石英，體積收縮，傳壓性能大大降低?？墒窃诤铣?金剛石的后期是金剛石顆粒一個生長長大的過程，此時正需要傳遞充足的壓力來補充營養(yǎng) 促使其長大，傳壓性能的大幅度降低將導致合成壓力傳遞不進去。再加上近幾年來超硬材 料行業(yè)隨著技術水平的不斷進步，六面頂壓機合成設備合成金剛石的合成腔體迅速擴大， 從合成塊的組裝方式上來看，合成柱從外到內呈現(xiàn)的壓力分布情況為越來越小(即壓力分 布不均)，從而造成內虛。使生成的金剛石顆粒內部氣泡、雜質多，缺陷多，且顆粒小，嚴重 影響金剛石的產品質量。若一味的提高合成壓力，由于葉蠟石在超高溫高壓下本身發(fā)生相 變，產生體積收縮，傳壓性能大大降低，壓力傳不進去，產品質量并不會得到明顯的變化，且 會直接影響到六面頂壓機合成設備的使用壽命，嚴重者直接導致設備在高溫高壓下斷裂爆 炸，不但大大提高了生產成本，而且還存在較大的安全隱患。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠降低合成壓力、傳壓性能好的雙向施壓金剛石合成 柱。為達上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是一種雙向施壓金剛石合成柱，合成柱分成上下兩部分，合成柱結合部位中間分別 向上、下設置有豎槽。合成柱上下兩部分相等。槽與合成柱形狀相同且與合成柱同心。槽的體積占合成柱體積的10% 50%。槽內填充有葉臘石與白云石復合介質。白云石與葉臘石的比例為1 1 9 1。本發(fā)明中，合成柱分成上下兩部分，合成柱結合部位中間分別向上、下設置有豎 槽，合成柱上下兩部分相等，槽與合成柱形狀相同且與合成柱同心，槽的體積占合成柱體積的10% 50% (體積過小，均衡壓力情況降低；體積過大，影響產量)槽內填充有葉臘石 與白云石復合介質，白云石與葉臘石的比例為1 1 9 1，采用這樣的結構，合成柱在 超高溫高壓下合成轉化時，不但受到外在的六個硬質合金所施加的力，同時由于空心部位 所填充的葉臘石與白云石復合介質熱膨脹系數大和傳壓性能好(白云石的熱膨脹系數大， 為2. 7X ΙΟ"5,高溫高壓下不發(fā)生相變；葉蠟石的傳壓性能好)，六個硬質合金施加壓力時， 槽內所填充的葉臘石與白云石復合介質受熱膨脹，體積增大，加上一小部分的傳壓，也開始 向合成柱施加壓力，整個過程相當于合成柱各個方位都受到雙向壓制的作用。此作用不但 可以消減一部分外在的六個硬質合金所施加的力，從而來延長六面頂壓機合成設備的使用 壽命，降低合成壓力；而且可以使合成柱各個方位所受的力均勻一致，消減了合成柱內虛狀 況，從而降低了劣質料(等級較低的金剛石)的比例，提高了優(yōu)質產品的比例。利用本發(fā)明合成柱，以直徑60毫米合成柱為例，在保證單次合成產量300克拉正 負10克拉的情況下金剛石合成壓力由原來的58 60Mpa降低到51 54Mpa，劣質料比 例由原來的40% 45%下降到了 30% 35%。


圖1為現(xiàn)有技術中金剛石合成塊結構示意圖；圖2為利用本發(fā)明組裝的金剛石合成塊結構示意圖。
具體實施例方式如圖2所示，一種雙向施壓金剛石合成柱，合成柱6分成上下兩部分，合成柱6結 合部位中間分別向上、下設置有豎槽7。合成柱6上下兩部分相等。槽7與合成柱6形狀相 同且與合成柱6同心。槽7的體積占合成柱6體積的10% 50%。槽7內填充有葉臘石 與白云石復合介質8。白云石與葉臘石的比例為1 1 9 1。合成柱6外側絕緣元件 4與合成柱6緊密接觸，絕緣元件4外側為加熱元件3，合成柱6兩端為導電鋼圈1，導電鋼 圈1與加熱元件3之間設置有傳壓密封介質2，導電鋼圈1外側套設有傳壓密封介質2。
權利要求
一種雙向施壓金剛石合成柱，其特征在于，合成柱分成上下兩部分，合成柱結合部位中間分別向上、下設置有豎槽。
2.如權利要求1所述的雙向施壓金剛石合成柱，其特征在于，合成柱上下兩部分相等。
3.如權利要求1或2所述的雙向施壓金剛石合成柱，其特征在于，槽與合成柱形狀相同 且與合成柱同心。
4.如權利要求3所述的雙向施壓金剛石合成柱，其特征在于，槽的體積占合成柱體積 的 10% 50%。
5.如權利要求4所述的雙向施壓金剛石合成柱，其特征在于，槽內填充有葉臘石與白 云石復合介質。
6.如權利要求5所述的雙向施壓金剛石合成柱，其特征在于，白云石與葉臘石的比例 為 1 1 9 1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙向施壓金剛石合成柱，屬于金剛石合成技術領域，合成柱分成上下兩部分，合成柱結合部位中間分別向上、下設置有豎槽。利用本發(fā)明進行金剛石合成，能夠降低合成壓力，降低劣質產品的比例，合成效果好。
文檔編號B01J3/06GK101890320SQ201010240019
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月29日 優(yōu)先權日2010年7月29日
發(fā)明者薛勝輝 申請人:鄭州人造金剛石及制品工程技術研究中心有限公司