一种宝石级金刚石单晶合成用腔体制造技术

本实用新型专利技术涉及金刚石加工技术领域，具体为一种宝石级金刚石单晶合成用腔体，包括传压筒，传压筒的内侧固定套接设有内衬筒，内衬筒的内侧中段套接设有石英层，内衬筒的内部上下两侧均固定套接第一封堵环，第一封堵环呈环状结构，其内部均嵌入有导电堵头，有益效果为：本实用在石英层的内部设置有三组绝缘筒结构，且绝缘筒的内部固定套接耐高温层，耐高温层的内部固定套接加热管，加热管的内部上下两侧均设置有碳源环，在高温高压环境下，可驱使碳源环转变为金刚石，相比传统技术，本实用在大腔体内部设置有若干小腔体，不仅使得合成腔体内部的温度分布均匀，而且合成效率也有所增加。

A kind of cavity for synthesizing gem grade diamond single crystal

【技术实现步骤摘要】
一种宝石级金刚石单晶合成用腔体
本技术涉及金刚石加工
，具体为一种宝石级金刚石单晶合成用腔体。
技术介绍
目前，常见的人造金刚石合成方法有直接法、熔媒法以及外延法三种，而为了合成单晶体金刚石，常用的方法一般为直接法，其原理为：利用瞬时静态超高压高温技术，或动态超高压高温技术，或两者的混合技术，使石墨等碳质原料从固态或熔融态直接转变成金刚石。金刚石的合成必须在专门的腔体结构内部完成，而现有金刚石合成腔体存在以下不足：1.由于腔体内部空间较大，所以导致腔体内部的温度分布不均匀，这也使得合成后的金刚石质量不佳；2.若采用小空间的腔体来合成金刚石，则合成效率太低，不利于大规模生产制造。为此，本技术提出一种宝石级金刚石单晶合成用腔体用于解决上述问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种宝石级金刚石单晶合成用腔体，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种宝石级金刚石单晶合成用腔体，包括传压筒，所述传压筒的内侧固定套接设有内衬筒，所述内衬筒的内侧中段套接设有石英层，内衬筒的内部上下两侧均固定套接第一封堵环，所述第一封堵环呈环状结构，其内部均嵌入有导电堵头，所述导电堵头的内端均贴合设置有金属片，所述金属片为圆盘状薄片结构，其内侧均贴合设置有石墨片，所述石墨片与金属片之间固定连接，且上下两块石墨片之间设有绝缘筒，所述绝缘筒的数量为三根，绝缘筒的直径均小于石英层的内侧半径，绝缘筒的内侧固定套接设有耐高温层，所述耐高温层的内部套接设有加热管，所述加热管的内部上下两侧均固定套接第三封堵环，所述第三封堵环为环状结构，其内部均嵌入有导电杆，所述导电杆的外端均与石墨片贴合，导电杆的内端均黏贴固定金属槽，所述金属槽为圆盘状结构，其内端均开设有安装腔，且所述安装腔内部均嵌入有碳源环。优选的，所述石英层的内部上下两侧均固定套接第二封堵环，所述第二封堵环的外端与第一封堵环的内端贴合，第二封堵环的内端与石墨片的内侧面齐平，且第二封堵环的内侧直径与金属片以及石墨片的直径相等。优选的，所述绝缘筒、耐高温层以及加热管三者均为圆管状结构，且三者高度相同，相邻二者之间紧密贴合设置。优选的，所述第一封堵环的外端均与传压筒的端部齐平，第一封堵环的内端均与石英层的端部紧密贴合。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本实用在石英层的内部设置有三组绝缘筒结构，且绝缘筒的内部固定套接耐高温层，耐高温层的内部固定套接加热管，加热管的内部上下两侧均设置有碳源环，在高温高压环境下，可驱使碳源环转变为金刚石，相比传统技术，本实用在大腔体内部设置有若干小腔体，不仅使得合成腔体内部的温度分布均匀，而且合成效率也有所增加。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为本技术A-A处剖视图。图中：1传压筒、2内衬筒、3石英层、4第一封堵环、5导电堵头、6第二封堵环、7金属片、8石墨片、9绝缘筒、10耐高温层、11加热管、12第三封堵环、13导电杆、14金属槽、15碳源环。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1-2，本技术提供一种技术方案：一种宝石级金刚石单晶合成用腔体，包括传压筒1，传压筒1的内侧固定套接设有内衬筒2，内衬筒2的内侧中段套接设有石英层3，内衬筒2的内部上下两侧均固定套接第一封堵环4，传压筒1为叶腊石材料，具有绝缘、耐高温特性，内衬筒2为金属筒状结构，石英层3为石英材料制成，第一封堵环4固定套接在内衬筒2内部，其作用是固定导电堵头5。第一封堵环4呈环状结构，其内部均嵌入有导电堵头5，导电堵头5的内端均贴合设置有金属片7，金属片7为圆盘状薄片结构，其内侧均贴合设置有石墨片8，石墨片8与金属片7之间固定连接，且上下两块石墨片8之间设有绝缘筒9，绝缘筒9的数量为三根，绝缘筒9的直径均小于石英层3的内侧半径，绝缘筒9的内侧固定套接设有耐高温层10，耐高温层10的内部套接设有加热管11，加热管11的内部上下两侧均固定套接第三封堵环12，第三封堵环12为环状结构，绝缘筒9为石英材料制成，耐高温层10为叶腊石材料制成，加热管11为金属管状结构，导电后可发热。其内部均嵌入有导电杆13，导电杆13的外端均与石墨片8贴合，导电杆13的内端均黏贴固定金属槽14，金属槽14为圆盘状结构，其内端均开设有安装腔，且安装腔内部均嵌入有碳源环15。石英层3的内部上下两侧均固定套接第二封堵环6，第二封堵环6的外端与第一封堵环4的内端贴合，第二封堵环6的内端与石墨片8的内侧面齐平，且第二封堵环6的内侧直径与金属片7以及石墨片8的直径相等，第二封堵环6的结构位置如图1所示，其作用是固定金属片7和石墨片8。绝缘筒9、耐高温层10以及加热管11三者均为圆管状结构，且三者高度相同，相邻二者之间紧密贴合设置，绝缘筒9的结构位置如图2所示，其数量共三个。第一封堵环4的外端均与传压筒1的端部齐平，第一封堵环4的内端均与石英层3的端部紧密贴合。工作原理：本技术中，传压筒1的内部固定套接内衬筒2，内衬筒2的内部固定套接石英层3，石英层3的内部形成一个大的腔体。在石英层3的内部设置有若干绝缘筒9，绝缘筒9的内部固定套接耐高温层10，耐高温层10的内部固定套接加热管11，加热管11的内部上下两侧均设置有碳源环15。在合成金刚石过程中，需对本装置的上下两端进行施压，并利用导电堵头5导电，使加热管11产热，在加热管11的内部形成一个高温、高压的环境，在适宜的压强和温度下（50～100kb，1100～3000°C），可驱使碳源环15直接转变为金刚石晶体。尽管已经示出和描述了本技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宝石级金刚石单晶合成用腔体，包括传压筒（1），其特征在于：所述传压筒（1）的内侧固定套接设有内衬筒（2），所述内衬筒（2）的内侧中段套接设有石英层（3），内衬筒（2）的内部上下两侧均固定套接第一封堵环（4），所述第一封堵环（4）呈环状结构，其内部均嵌入有导电堵头（5），所述导电堵头（5）的内端均贴合设置有金属片（7），所述金属片（7）为圆盘状薄片结构，其内侧均贴合设置有石墨片（8），所述石墨片（8）与金属片（7）之间固定连接，且上下两块石墨片（8）之间设有绝缘筒（9），所述绝缘筒（9）的数量为三根，绝缘筒（9）的直径均小于石英层（3）的内侧半径，绝缘筒（9）的内侧固定套接设有耐高温层（10），所述耐高温层（10）的内部套接设有加热管（11），所述加热管（11）的内部上下两侧均固定套接第三封堵环（12），所述第三封堵环（12）为环状结构，其内部均嵌入有导电杆（13），所述导电杆（13）的外端均与石墨片（8）贴合，导电杆（13）的内端均黏贴固定金属槽（14），所述金属槽（14）为圆盘状结构，其内端均开设有安装腔，且所述安装腔内部均嵌入有碳源环（15）。/n

【技术特征摘要】
1.一种宝石级金刚石单晶合成用腔体，包括传压筒（1），其特征在于：所述传压筒（1）的内侧固定套接设有内衬筒（2），所述内衬筒（2）的内侧中段套接设有石英层（3），内衬筒（2）的内部上下两侧均固定套接第一封堵环（4），所述第一封堵环（4）呈环状结构，其内部均嵌入有导电堵头（5），所述导电堵头（5）的内端均贴合设置有金属片（7），所述金属片（7）为圆盘状薄片结构，其内侧均贴合设置有石墨片（8），所述石墨片（8）与金属片（7）之间固定连接，且上下两块石墨片（8）之间设有绝缘筒（9），所述绝缘筒（9）的数量为三根，绝缘筒（9）的直径均小于石英层（3）的内侧半径，绝缘筒（9）的内侧固定套接设有耐高温层（10），所述耐高温层（10）的内部套接设有加热管（11），所述加热管（11）的内部上下两侧均固定套接第三封堵环（12），所述第三封堵环（12）为环状结构，其内部均嵌入有导电杆（13），所述导电杆（13）的外端均与石墨片（8）贴合，导电杆（13）的内端...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红，赵启辉，
申请(专利权)人：修武县鑫锐超硬材料有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41