一种高温高压合成腔体制造技术

本发明专利技术公开了一种高温高压合成腔体，包括两个半腔体，两个所述半腔体相对扣合形成腔体，所述半腔体为长方体，所述半腔体采用叶腊石制成，所述半腔体的上表面和下表面的中心处设置有通孔，所述半腔体的其余各面镶嵌有氧化镁层，所述通孔内设置有高温组件。本发明专利技术将氧化镁层镶嵌在叶腊石上，形成叶腊石与氧化镁层相结合的复合块体组件，叶腊石使组件在高压下具有良好的密封性能，并且氧化镁相对于叶腊石具有相对较高的体弹模量，使用氧化镁作为传压介质，可有效地使顶锤的压力传递到腔体内部，从而使腔体内部压力达到更高的水平。高温组件具有良好的保温加热性能，保证热量的集中和防止热量扩散到顶锤。

A High Temperature and High Pressure Synthetic Cavity

The invention discloses a high-temperature and high-pressure synthetic cavity, which comprises two half-chambers, two half-chambers are relatively fastened to form a cavity. The half-chamber is cuboid, the half-chamber is made of pyrophyllite, the upper and lower surfaces of the half-chamber are provided with through holes, the remaining surfaces of the half-chamber are inlaid with magnesia layer, and the through holes are provided with high temperature groups. Pieces. The invention inlays the magnesia layer on pyrophyllite to form a composite block composed of pyrophyllite and magnesia layer. Pyrophyllite makes the assembly have good sealing performance under high pressure, and the magnesia has relatively high bulk modulus of elasticity relative to pyrophyllite. Using magnesia as pressure transfer medium, the pressure of the top hammer can be effectively transmitted to the inside of the cavity, thus making the cavity body sealed. The partial pressure has reached a higher level. The high temperature component has good heat preservation and heating performance, which ensures the concentration of heat and prevents heat from spreading to the anvil.

【技术实现步骤摘要】
一种高温高压合成腔体
本专利技术涉及超硬复合材料
，特别是涉及一种高温高压合成腔体。
技术介绍
金刚石、立方氮化硼、其他超硬及超硬复合材料的合成多采用六面顶压机，六面顶6个顶锤围成一个立方体形状，可以放置相应尺寸的传压介质腔体。六面顶压机工作时，6个顶锤作用在立方体传压介质上并在腔体内部产生高压。加载过程中，部分传压介质受到挤压，分布在6个顶锤之间介质在立方体的12条边处形成密封边。外部加载力一部分通过顶锤面直接作用在传压介质上，在高压腔内产生高压；另一部分作用在密封边区域，通过密封边材料的内摩擦力及其与顶锤的外表面之间的摩擦力共同构成对高压腔的密封。人们就是通过高压设备及合成腔体产生高压，并辅助加热产生材料合成的一种极限条件——高压高温。高质量的产品及高性能的材料需要更高的合成压力和更稳定的温度环境。压力方面，人们专利技术了很多方法来提高生产中合成腔体内部的压力，使生产用的腔体内部压力稳定在6GPa左右。提高腔体内部压力的方法分两种：1、提高设备的性能；2、改善合成腔体的结构。提高设备性能的方法有：扩大六面顶的缸径、减小顶锤的面积等；改善合成腔体的结构的方法主要有：采取增压单元、增设预密封边、改换组装内部组件的材料等。但是在生产中，压机缸径扩大到一定时无法进一步扩大，顶锤减小到一定程度时也会达到自身受力极限，容易裂锤，造成损失；采取增压单元，增设密封边等方式也给生产带来了成本增加、生产不稳定等问题。温度方面：发热材料采取电阻率高且不易被压缩的材料，目前，采用的石墨材料在高压条件下很容易被压缩。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高温高压合成腔体，以解决上述现有技术存在的问题，使腔体内形成高温和高压。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供了一种高温高压合成腔体，包括两个半腔体，两个所述半腔体相对扣合形成腔体，所述半腔体为长方体，所述半腔体采用叶腊石制成，所述半腔体的上表面和下表面的中心处设置有通孔，所述半腔体的其余各面镶嵌有氧化镁层，所述通孔内设置有高温组件。优选的，所述高温组件包括沿所述通孔周向由内向外依次设置的屏蔽管、等压管、加热管和绝热管，所述屏蔽管两端设置有屏蔽片，所述等压管两端设置有等压片，所述加热管两端设置有加热片，所述绝热管两端设置有绝热环，所述绝热环沿所述通孔的轴向的外侧设置有导电片，所述导电片沿所述通孔的轴向的外侧设置有钢碗。优选的，所述屏蔽管为六方氮化硼管，所述屏蔽片为钼杯、铌杯或锆杯，所述屏蔽管和所述屏蔽片的厚度为0.5-2mm。优选的，所述等压管为二氧化锆管，所述等压片为二氧化锆片，所述等压管和所述等压片的厚度为1-5mm，所述等压管和所述等压片中二氧化锆的含量为5-30％。优选的，所述加热管和所述加热片采用石墨制成，所述加热管和所述加热片的厚度为0.5-3mm。优选的，所述加热管和所述加热片采用钽箔制成，所述加热管和所述加热片的厚度为0.01-0.2mm。优选的，所述绝热管和所述绝热环采用氧化锆制成，所述绝热管和所述绝热环的厚度为1-3mm。优选的，所述半腔体的长和宽均为a，所述半腔体的高为a/2，所述半腔体的上表面和下表面的尺寸为a×a，所述半腔体的其余各面的尺寸为a×a/2；所述氧化镁层的上端面、左端面、右端面到相邻的所述半腔体的表面的最小距离为g，3㎜≤g≤20㎜；所述氧化镁层嵌入所述半腔体的厚度为d，5㎜≤d≤20㎜；所述半腔体各面与所述氧化镁层重合的位置的叶腊石厚度为e，0㎜≤e≤5㎜。优选的，所述氧化镁层的下端面与所述半腔体的下表面相齐平，所述氧化镁层的上端面与水平方向、所述氧化镁层的左端面与竖直方向、所述氧化镁层的右端面与竖直方向所呈角度均为θ，0°≤θ≤30°；所述氧化镁层的外侧面的长和宽分别大于内侧面的长和宽。优选的，两个所述半腔体的下表面相贴。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术将氧化镁层镶嵌在叶腊石上，形成叶腊石与氧化镁层相结合的复合块体组件，叶腊石使组件在高压下具有良好的密封性能，并且氧化镁相对于叶腊石具有相对较高的体弹模量，使用氧化镁作为传压介质，可有效地使顶锤的压力传递到腔体内部，从而使腔体内部压力达到更高的水平。高温组件具有良好的保温加热性能，保证热量的集中和防止热量扩散到顶锤。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的高温高压合成腔体的示意图；图2为本专利技术的高温高压合成腔体的爆炸图；图3为本专利技术中的半腔体示意图；图4为本专利技术中的半腔体截面示意图；其中：1-半腔体，2-氧化镁层，3-绝热管，4-加热管，5-等压管，6-屏蔽管，7-屏蔽片，8-等压片，9-加热片，10-绝热环，11-导电片，12-钢碗。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种高温高压合成腔体，以解决现有技术存在的问题，使腔体内形成高温和高压。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。实施例一如图1-图4所示：本实施例提供了一种高温高压合成腔体，包括两个半腔体1，两个半腔体1相对扣合形成腔体，半腔体1为长方体，半腔体1采用叶腊石制成，半腔体1的上表面和下表面的中心处设置有通孔，通孔的直径为b，b＝40㎜，半腔体1的其余各面镶嵌有氧化镁层2，通孔内设置有高温组件。高温组件包括沿通孔周向由内向外依次设置的屏蔽管6、等压管5、加热管4和绝热管3，屏蔽管6的两端的内侧设置有屏蔽片7，屏蔽管6为六方氮化硼管，屏蔽片7为钼杯、铌杯或锆杯，屏蔽管6的尺寸为屏蔽片7的尺寸为等压管5的两端的内侧设置有等压片8，等压管5为二氧化锆管，等压片8为二氧化锆片，等压管5的尺寸为等压片8的尺寸为等压管5和等压片8中二氧化锆的含量为5-30％。加热管4的两端的内侧设置有加热片9，加热管4和加热片9采用石墨制成，加热管4的尺寸为加热片9的尺寸为绝热管3的两端的内侧设置有绝热环10，绝热管3和绝热环10采用氧化锆制成，绝热管3的尺寸为绝热环10的尺寸为绝热管3和绝热环10使腔体具有良好的保温性能，保证热量的集中和防止热量扩散到顶锤，且能够导电。绝热环10沿通孔的轴向的外侧设置有导电片11，导电片11的尺寸为导电片11沿通孔的轴向的外侧设置有钢碗12，钢碗12的尺寸为本实施例中，半腔体1的长和宽均为a，a＝60mm，半腔体1的高为a/2，半腔体1的上表面和下表面的尺寸为a×a，半腔体1的其余各面的尺寸为a×a/2；氧化镁层2的上端面、左端面、右端面到相邻的半腔体1的表面的最小距离为g，g＝10㎜；氧化镁层2嵌入半腔体1的厚度为d，d＝10㎜；半腔体1各面与氧化镁层2重合的位置的叶腊石厚度为e，e＝0㎜。氧化镁层2的下端面与半腔体1的下表面相齐平，氧化镁层2的上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温高压合成腔体，其特征在于：包括两个半腔体，两个所述半腔体相对扣合形成腔体，所述半腔体为长方体，所述半腔体采用叶腊石制成，所述半腔体的上表面和下表面的中心处设置有通孔，所述半腔体的其余各面镶嵌有氧化镁层，所述通孔内设置有高温组件。

【技术特征摘要】
1.一种高温高压合成腔体，其特征在于：包括两个半腔体，两个所述半腔体相对扣合形成腔体，所述半腔体为长方体，所述半腔体采用叶腊石制成，所述半腔体的上表面和下表面的中心处设置有通孔，所述半腔体的其余各面镶嵌有氧化镁层，所述通孔内设置有高温组件。2.根据权利要求1所述的高温高压合成腔体，其特征在于：所述高温组件包括沿所述通孔周向由内向外依次设置的屏蔽管、等压管、加热管和绝热管，所述屏蔽管两端设置有屏蔽片，所述等压管两端设置有等压片，所述加热管两端设置有加热片，所述绝热管两端设置有绝热环，所述绝热环沿所述通孔的轴向的外侧设置有导电片，所述导电片沿所述通孔的轴向的外侧设置有钢碗。3.根据权利要求2所述的高温高压合成腔体，其特征在于：所述屏蔽管为六方氮化硼管，所述屏蔽片为钼杯、铌杯或锆杯，所述屏蔽管和所述屏蔽片的厚度为0.5-2mm。4.根据权利要求2所述的高温高压合成腔体，其特征在于：所述等压管为二氧化锆管，所述等压片为二氧化锆片，所述等压管和所述等压片的厚度为1-5mm，所述等压管和所述等压片中二氧化锆的含量为5-30％。5.根据权利要求2所述的高温高压合成腔体，其特征在于：所述加热管和所述加热片采用石墨制成，所述加热管和所述加热片的厚度为0.5-...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，谢志刚，林峰，陈家荣，莫培程，
申请(专利权)人：中国有色桂林矿产地质研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45